DE102020200925A1 - Method for controlling at least one servomotor, associated control device, robot and computer program product - Google Patents

Method for controlling at least one servomotor, associated control device, robot and computer program product Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Servomotors (M, M1-M6) mittels eines Umrichters (1), aufweisend die Schritte des Überwachens eines mit der Eingangsschaltung (3) verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises (4) auf Fließen eines elektrischen Stroms; bei Auftreten eines Stopp-Signals, Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a), um die Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises (4) aus dem elektrischen Netz (2) zu beenden; im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a) mittels der Überwachung festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms, Bremsen des Servomotors (M, M1-M6) durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter (S1-S6) der Wechselrichterschaltung (7) in einem generatorischen Bremsbetrieb, um die Drehzahl des Servomotors (M, M1-M6) zu reduzieren; und im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a) mittels der Überwachung festgestellten Fließens eines elektrischen Stroms, Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung (22, 22a), um ein Einspeisen von elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreises (4) in den Servomotors (M, M1-M6) zu unterbinden. Die Erfindung betrifft außerdem eine zugehörige Steuervorrichtung (27), einen Roboter (8) und ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for controlling a servo motor (M, M1-M6) by means of a converter (1), comprising the steps of monitoring a circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) connected to the input circuit (3) for the flow of an electric current; when a stop signal occurs, switching off the first switching device (21, 21a) in order to terminate the supply of the DC voltage intermediate circuit (4) from the electrical network (2); in the case of a non-flow of an electrical current determined by the monitoring device after the first switching device (21, 21a) has been switched off, braking of the servomotor (M, M1-M6) by activating the power semiconductor switches (S1-S6) of the inverter circuit (7) in a regenerative braking operation in order to reduce the speed of the servomotor (M, M1-M6); and in the case of an electrical current flowing after the first switching device (21, 21a) has been switched off by means of the monitoring, switching off the second switching device (22, 22a) in order to feed electrical energy from the DC voltage intermediate circuit (4) into the servo motor ( M, M1-M6). The invention also relates to an associated control device (27), a robot (8) and a computer program product.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern wenigstens eines Servomotors mittels eines Umrichters. Die Erfindung betrifft außerdem eine zugehörige Steuervorrichtung, einen Roboter und ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for controlling at least one servomotor by means of a converter. The invention also relates to an associated control device, a robot and a computer program product.

Die EP 2 224 586 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines motorbetriebenen Industrieroboters, welcher zumindest einen Antriebsmotor umfasst, der von einer an Netzspannung anschließbaren Versorgungsschaltung gespeist wird, welche zumindest eine mit der Netzspannung verbindbare Gleichrichterschaltung, eine Zwischenkreisschaltung mit zumindest einem Zwischenkreiskondensator, sowie eine ausgangsseitig an den Antriebsmotor angeschlossene Brückenschaltereinrichtung umfasst, die eine Wechsel- oder Gleichstromversorgung für den Antriebsmotor bereitstellt, wobei die Versorgungsschaltung des Antriebsmotors durch eine Steuereinrichtung zum Beschleunigen und Abbremsen des Antriebsmotors gesteuert wird. Das dortige Verfahren zum elektrischen Abbremsen des Antriebsmotors umfasst die Schritte des Trennens der Zwischenkreisschaltung vom Netz und des Regelns der Zwischenkreisspannung auf einen vorgegebenen Wert größer Null, wobei der Zwischenkreiskondensator in einem generatorischen Betrieb des Antriebsmotors gespeist wird.the EP 2 224 586 A1 discloses a method for controlling a motor-driven industrial robot which comprises at least one drive motor which is fed by a supply circuit which can be connected to the mains voltage and which comprises at least one rectifier circuit which can be connected to the mains voltage, an intermediate circuit circuit with at least one intermediate circuit capacitor, and a bridge switch device connected to the drive motor on the output side which provides an AC or DC power supply for the drive motor, the supply circuit of the drive motor being controlled by a control device for accelerating and braking the drive motor. The method there for electrically braking the drive motor comprises the steps of disconnecting the intermediate circuit from the network and regulating the intermediate circuit voltage to a predetermined value greater than zero, the intermediate circuit capacitor being fed when the drive motor is operating as a generator.

Die DE 10 2007 059 492 B4 offenbart einen Industrieroboter, aufweisend einen Roboterarm, der mehrere Achsen und wenigstens einen elektrischen Antrieb mit einem Drehstrommotor und mit einer den Drehstrommotor ansteuernden Leistungselektronik aufweist, wobei die Leistungselektronik einen den Drehstrommotor antreibenden Dreiphasen-Wechselrichter und einen, einen Zwischenkreis-Kondensator aufweisenden und dem Dreiphasen-Wechselrichter vorgeschalteten Zwischenkreis mit einem ersten Bremswiderstand und mit einem ersten Schalter aufweist, wobei der elektrische Antrieb eingerichtet ist, die relevante Achse zu bewegen, wobei der Industrieroboter eingerichtet ist, den Drehstrommotor im Rahmen einer Notbremsung gleichzeitig mittels zweier voneinander unabhängiger elektrischer Strompfade kurz zu schließen und während einer Notbremsung den ersten Schalter zu schließen, um den Bremswiderstand parallel zum Zwischenkreiskondensator zu schalten, so dass einer der beiden elektrischen Strompfade für die Notbremsung durch den ersten Bremswiderstand verläuft.the DE 10 2007 059 492 B4 discloses an industrial robot, having a robot arm, which has several axes and at least one electric drive with a three-phase motor and with power electronics that control the three-phase motor, the power electronics having a three-phase inverter driving the three-phase motor and one having an intermediate circuit capacitor and the three-phase Inverter upstream intermediate circuit with a first braking resistor and with a first switch, wherein the electric drive is set up to move the relevant axis, wherein the industrial robot is set up to short-circuit the three-phase motor as part of an emergency braking at the same time by means of two independent electrical current paths and to close the first switch during emergency braking in order to switch the braking resistor in parallel to the intermediate circuit capacitor, so that one of the two electrical current paths for emergency braking through the first en braking resistor runs.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern wenigstens eines Servomotors mittels eines Umrichters zu schaffen, das besonders effektiv und sicher arbeitet.The object of the invention is to create a method for controlling at least one servomotor by means of a converter which works particularly effectively and safely.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Steuern wenigstens eines Servomotors mittels eines Umrichters, der umfasst:

  • - eine an ein elektrisches Netz angeschlossene Eingangsschaltung,
  • - einen aus der Eingangsschaltung speisbaren Gleichspannungszwischenkreis,
  • - eine erste Schaltvorrichtung, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie aus der Eingangsschaltung zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand eine Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises aus dem elektrischen Netz zu unterbinden, so dass keine elektrische Energie aus dem elektrischen Netz in den Gleichspannungszwischenkreis gelangt,
  • - wenigstens eine aus dem Gleichspannungszwischenkreis speisbare Wechselrichterschaltung mit ansteuerbaren Leistungshalbleiterschaltern zum elektrischen Ansteuern des Servomotors, sowie
  • - eine zweite Schaltvorrichtung, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Servomotor mit elektrischer Energie aus der Wechselrichterschaltung zu speisen, um den Servomotor anzutreiben und in ihrem ausgeschalteten Zustand ein Antreiben des Servomotors zu unterbinden, so dass keine den Servomotor antreibende elektrische Energie aus der Wechselrichterschaltung an den Servomotor gelangt, aufweisend die Schritte:
    • - Überwachen eines mit der Eingangsschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms,
    • - bei Auftreten eines Stopp-Signals, Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung, um die Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises aus dem elektrischen Netz zu beenden,
    • - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Eingangsschaltung verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises, Bremsen des Servomotors durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichterschaltung in einem generatorischen Bremsbetrieb oder durch eine Kurzschlussbremsung, um die Drehzahl des Servomotors zu reduzieren,
    • - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung festgestellten Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Eingangsschaltung verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises, Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung, um ein Einspeisen von elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreises in den Servomotors zu unterbinden.
The object is achieved by a method for controlling at least one servomotor by means of a converter, which comprises:
  • - an input circuit connected to an electrical network,
  • - a DC voltage intermediate circuit that can be fed from the input circuit,
  • - A first switching device which is designed to feed the DC voltage intermediate circuit with electrical energy from the input circuit in its switched-on state and, in its switched-off state, to prevent the DC voltage intermediate circuit from being supplied from the electrical network, so that no electrical energy from the electrical network enters the DC voltage intermediate circuit arrives,
  • - At least one inverter circuit that can be fed from the DC voltage intermediate circuit and has controllable power semiconductor switches for electrically controlling the servomotor, and also
  • - A second switching device, which is designed to feed the servomotor with electrical energy from the inverter circuit in its switched-on state in order to drive the servomotor and, in its switched-off state, to prevent the servomotor from being driven, so that no electrical energy driving the servomotor from the Inverter circuit reaches the servomotor, comprising the steps:
    • - Monitoring a circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the input circuit for the flow of an electrical current,
    • - when a stop signal occurs, switching off the first switching device in order to terminate the supply of the DC voltage intermediate circuit from the electrical network,
    • - In the case of a non-flow of an electrical current in the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the input circuit, the servomotor is braked by activating the power semiconductor switch of the inverter circuit in a regenerative braking mode or by short-circuit braking in the event that the first switching device has been switched off by means of the monitoring system Reduce the speed of the servomotor,
    • - In the case of an electrical current flowing in the circuit of the connected to the input circuit, which is determined by means of the monitoring after the first switching device has been switched off DC voltage intermediate circuit, switching off the second switching device in order to prevent feeding of electrical energy from the DC voltage intermediate circuit into the servomotor.

Obwohl als Umrichter im Allgemeinen Frequenzumrichter Verwendung finden, bei denen ein elektrisches Wechselspannungsnetz genutzt wird, welches den Gleichspannungszwischenkreis des Frequenzumrichters speist, kann die Erfindung auch bei Umrichtern genutzt werden, die von einem Gleichspannungsnetz gespeist werden. In diesem Falle ist eingangsseitig keine Gleichrichterschaltung nötig, da aufgrund des Gleichspannungsnetzes keine Wechselspannung gleichgerichtet werden muss, bevor die elektrische Energie dem Gleichspannungszwischenkreis zugeführt werden kann. Die Eingangsschaltung kann also sehr einfach aufgebaut sein und beispielsweise schon alleine von der ersten Schaltvorrichtung gebildet werden.Although frequency converters are generally used as converters in which an electrical AC voltage network is used, which feeds the DC voltage intermediate circuit of the frequency converter, the invention can also be used in converters that are fed by a DC voltage network. In this case, no rectifier circuit is required on the input side, since, due to the DC voltage network, no AC voltage has to be rectified before the electrical energy can be fed to the DC voltage intermediate circuit. The input circuit can therefore have a very simple structure and can, for example, be formed by the first switching device alone.

In den meisten aktuellen Anwendungen, in denen es noch nicht üblich ist, dass ein leistungsfähiges Gleichspannungsnetz zur Verfügung steht, kann die Erfindung in der Ausführungsform eines Frequenzumrichters realisiert werden, der von einem elektrischen Wechselspannungsnetz gespeist wird und der als eine Eingangsschaltung eine Gleichrichterschaltung aufweist.In most current applications in which it is not yet customary for a powerful DC voltage network to be available, the invention can be implemented in the embodiment of a frequency converter which is fed from an electrical AC voltage network and which has a rectifier circuit as an input circuit.

Die Aufgabe kann somit speziell gelöst werden durch ein Verfahren, bei dem der Umrichter als ein Frequenzumrichter ausgebildet ist, das elektrische Netz ein Wechselspannungsnetz ist und die Eingangsschaltung als eine Gleichrichterschaltung ausgebildet ist, aufweisend die Schritte:

  • - Überwachen eines mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms,
  • - bei Auftreten eines Stopp-Signals, Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung, um die Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises aus dem elektrischen Wechselspannungsnetz zu beenden,
  • - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises, Bremsen des Servomotors durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichterschaltung in einem generatorischen Bremsbetrieb oder durch eine Kurzschlussbremsung, um die Drehzahl des Servomotors zu reduzieren,
  • - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung festgestellten Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises, Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung, um ein Einspeisen von elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreises in den Servomotors zu unterbinden.
The object can thus be achieved specifically by a method in which the converter is designed as a frequency converter, the electrical network is an AC voltage network and the input circuit is designed as a rectifier circuit, comprising the steps:
  • - Monitoring a circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit for the flow of an electric current,
  • - when a stop signal occurs, switching off the first switching device in order to end the supply of the DC voltage intermediate circuit from the electrical AC voltage network,
  • - In the case of a non-flow of an electrical current in the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit, the servo motor is braked by activating the power semiconductor switch of the inverter circuit in a regenerative braking mode or by short-circuit braking in the event that the first switching device has been switched off by means of the monitoring system Reduce the speed of the servomotor,
  • - In the event of an electrical current flowing in the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit after switching off the first switching device by means of the monitoring, switching off the second switching device in order to prevent feeding of electrical energy from the DC voltage intermediate circuit into the servo motor.

Im Falle eines Frequenzumrichters mit Speisung aus einem elektrischen Wechselspannungsnetz mit eingangsseitiger Gleichrichterschaltung kann vorgesehen sein, dass die Gleichrichterschaltung als ein gesteuerte Drehstrombrücke (B6C) ausgebildet ist, bei der als gleichrichtende Bauelemente Thyristoren statt Dioden verwendet werden. Thyristoren sind einschaltbare Bauelemente, die im Ausgangszustand nichtleitend, d.h. ausgeschaltet sind und durch einen Steuerstrom an der Gate-Elektrode des Thyristors eingeschaltet werden können. Nach dem Einschalten bleibt der Thyristor auch ohne einen an der Gate-Elektrode anstehenden Strom leitend, d.h. eingeschaltet. Der Thyristor wird durch Unterschreiten eines Mindestdurchgangsstroms, des sogenannten Haltestroms, ausgeschaltet. Insoweit ist in einer speziellen Ausführungsform vorgesehen, dass die erste Schalteinrichtung durch die ansteuerbaren Thyristoren der als gesteuerte Drehstrombrücke (B6C) ausgebildeten Gleichrichterschaltung gebildet wird.In the case of a frequency converter fed from an electrical AC voltage network with an input-side rectifier circuit, it can be provided that the rectifier circuit is designed as a controlled three-phase bridge (B6C) in which thyristors are used as rectifying components instead of diodes. Thyristors are switchable components that are non-conductive in the initial state, i.e. switched off and can be switched on by a control current at the gate electrode of the thyristor. After switching on, the thyristor remains conductive, i.e. switched on, even without a current present at the gate electrode. The thyristor is switched off by falling below a minimum through current, the so-called holding current. To this extent, it is provided in a special embodiment that the first switching device is formed by the controllable thyristors of the rectifier circuit designed as a controlled three-phase bridge (B6C).

In einer anderen Ausführung, insbesondere in einer Ausführung der Gleichrichterschaltung als eine ungesteuerte Drehstrombrücke (B6U) kann die Gleichrichterschaltung nicht steuerbare Dioden aufweisen und die erste Schalteinrichtung von separaten Schaltern gebildet werden. Auch diese von der Gleichrichterschaltung separaten Schalter können von Halbleiterbauelementen gebildet werden, aber gegebenenfalls auch von elektro-mechanischen Schaltern. Die von der Gleichrichterschaltung separaten Schalter können insbesondere den Vorteil haben, dass der Gleichspannungszwischenkreis galvanisch von dem elektrischen Netz getrennt werden kann.In another embodiment, in particular in an embodiment of the rectifier circuit as an uncontrolled three-phase bridge (B6U), the rectifier circuit can have uncontrollable diodes and the first switching device can be formed by separate switches. These switches, which are separate from the rectifier circuit, can also be formed by semiconductor components, but optionally also by electro-mechanical switches. The switches that are separate from the rectifier circuit can have the particular advantage that the DC voltage intermediate circuit can be galvanically isolated from the electrical network.

Die Aufgabe wird daher insbesondere auch gelöst durch ein Verfahren zum Steuern wenigstens eines Servomotors mittels eines Frequenzumrichters, der umfasst:

  • - eine an ein elektrisches Wechselspannungsnetz angeschlossene Gleichrichterschaltung,
  • - einen aus der Gleichrichterschaltung speisbaren Gleichspannungszwischenkreis,
  • - eine erste Schaltvorrichtung, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie aus der Gleichrichterschaltung zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis von der Gleichrichterschaltung elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Gleichrichterschaltung in den Gleichspannungszwischenkreis gelangt,
  • - wenigstens eine aus dem Gleichspannungszwischenkreis speisbare Wechselrichterschaltung mit ansteuerbaren Leistungshalbleiterschaltern zum elektrischen Ansteuern des Servomotors, sowie
  • - eine zweite Schaltvorrichtung, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Servomotor mit elektrischer Energie aus der Wechselrichterschaltung zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Servomotor von der Wechselrichterschaltung elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Wechselrichterschaltung an den Servomotor gelangt, aufweisend die Schritte:
    • - Überwachen eines mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms,
    • - bei Auftreten eines Stopp-Signals, Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung, um den Gleichspannungszwischenkreis von der Gleichrichterschaltung elektrisch zu trennen,
    • - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises, Bremsen des Servomotors durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichterschaltung in einem generatorischen Bremsbetrieb, um die Drehzahl des Servomotors zu reduzieren,
    • - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung festgestellten Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises, Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung, um die Wechselrichterschaltung von dem Servomotor elektrisch zu trennen.
The object is therefore also achieved in particular by a method for controlling at least one servomotor by means of a frequency converter, which comprises:
  • - a rectifier circuit connected to an electrical alternating voltage network,
  • - a DC voltage intermediate circuit that can be fed from the rectifier circuit,
  • - A first switching device which is designed to feed the DC voltage intermediate circuit with electrical energy from the rectifier circuit in its switched-on state and the DC voltage intermediate circuit from the in its switched-off state Electrically isolate the rectifier circuit so that no electrical energy from the rectifier circuit enters the DC voltage intermediate circuit,
  • - At least one inverter circuit that can be fed from the DC voltage intermediate circuit and has controllable power semiconductor switches for electrically controlling the servomotor, and also
  • - A second switching device which is designed to feed the servomotor with electrical energy from the inverter circuit when it is switched on and to electrically disconnect the servomotor from the inverter circuit when it is switched off, so that no electrical energy from the inverter circuit reaches the servomotor, comprising the steps:
    • - Monitoring a circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit for the flow of an electric current,
    • - when a stop signal occurs, switching off the first switching device in order to electrically isolate the DC voltage intermediate circuit from the rectifier circuit,
    • - in the case of a non-flow of an electrical current in the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit, which is determined by the monitoring after the first switching device has been switched off, braking the servomotor by activating the power semiconductor switch of the inverter circuit in a regenerative braking mode in order to increase the speed of the servomotor to reduce,
    • - In the event of an electrical current flowing in the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit, the second switching device is switched off in order to electrically isolate the inverter circuit from the servomotor after the first switching device has been switched off by means of the monitoring.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich in Ansteuerung eines einzigen Servomotors durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch insbesondere in Ansteuerung von wenigstens zwei Servomotoren durchgeführt werden. In der speziellen Ausgestaltung der Ansteuerung von Antrieben eines Roboterarms kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in Ansteuerung von sechs oder sieben Servomotoren, welche die Antriebe eines Roboterarms bilden, durchgeführt werden.The method according to the invention can in principle be carried out by controlling a single servo motor. The method according to the invention can, however, in particular be carried out by controlling at least two servomotors. In the special embodiment of the control of drives of a robot arm, the method according to the invention can be carried out, for example, in control of six or seven servomotors, which form the drives of a robot arm.

Unter einem verfahrensgemäßen Bremsen wird erfindungsgemäß insbesondere verstanden, dass während der Durchführung des Verfahrens der eine Servomotor oder die mehreren Servomotoren weder durch mechanische Bremsen noch durch (elektro-) mechanische Bremsen, sondern während der Durchführung des Verfahrens insbesondere in einem die Wechselrichterschaltung aktiv angesteuerten generatorischen Betrieb des einen Servomotors oder der mehreren Servomotoren, allenfalls durch eine Kurzschlussbremsung elektrisch abgebremst werden. In einem solchen aktiv angesteuerten generatorischen Betrieb des einen Servomotors oder der mehreren Servomotoren wird somit die Wechselrichterschaltung aus dem Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie gespeist, so dass durch einschaltendes und ausschaltendes Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichterschaltung entsprechende Wechselströme in die Wicklungen des einen Servomotors oder der mehreren Servomotoren eingeleitet werden können, die magnetische Felder erzeugen, welche abbremsende mechanische Kräfte an der Servomotorwelle bzw. an den Servomotorwellen bewirken. Unter einem Abbremsen ist die Reduzierung der Drehzahl der jeweiligen Servomotorwelle zu verstehen. Ein Abbremsen muss nicht notwendiger Weise bis zu einem vollständigen Stillstand der entsprechenden Servomotorwelle durchgeführt werden. Vielmehr kann ein Abbremsen lediglich von einer höheren ersten Drehzahl zu einer niedrigeren zweiten Drehzahl, die geringer ist als die erste Drehzahl, durchgeführt werden. Ein Abbremsen kann jedoch im Speziellen bis zu einem vollständigen Stillstand durchgeführt werden.According to the invention, braking according to the method is understood in particular to mean that, during the execution of the method, the one servomotor or the plurality of servomotors is neither by mechanical brakes nor by (electro) mechanical brakes, but rather during the execution of the method, in particular in a generator operation actively controlled by the inverter circuit of the one servomotor or of the several servomotors, if necessary, can be braked electrically by short-circuit braking. In such an actively controlled generator operation of the one servomotor or the several servomotors, the inverter circuit is thus fed with electrical energy from the DC voltage intermediate circuit, so that by activating and deactivating the power semiconductor switches of the inverter circuit, corresponding alternating currents are introduced into the windings of the one servomotor or the several servomotors which generate magnetic fields which cause braking mechanical forces on the servomotor shaft or on the servomotor shafts. Braking is to be understood as the reduction in the speed of the respective servomotor shaft. Braking does not necessarily have to be carried out until the corresponding servomotor shaft has come to a complete standstill. Rather, braking can only be carried out from a higher first speed to a lower second speed, which is lower than the first speed. In particular, however, braking can be carried out to a complete standstill.

Im Falle von zwei oder mehr Servomotoren, die gemäß einem der erfindungsgemäßen Verfahren angesteuert werden, müssen nicht sämtliche Servomotoren gleichzeitig abbremsend angesteuert werden. Vielmehr kann zu beliebigen Zeitpunkten wahlweise eine erste Teilgruppe einer Untermenge von Servomotoren abbremsend angesteuert sein und eine zweite Teilgruppe einer anderen Untermenge von Servomotoren, stationär mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit, unangetrieben, d.h. in einem Leerlauf oder sogar beschleunigend angetrieben sein. In einem speziellen Zustand kann lediglich ein einziger Servomotor generatorisch abbremsend angesteuert sein und die sonstigen Servomotoren nicht generatorisch abbremsend angesteuert sein. In einem besonderen Zustand können alle Servomotoren gleichzeitig generatorisch abbremsend angesteuert sein.In the case of two or more servomotors that are controlled in accordance with one of the methods according to the invention, not all servomotors have to be controlled in a braking manner at the same time. Rather, at any point in time, a first subgroup of a subset of servomotors can optionally be activated to decelerate and a second subgroup of another subset of servomotors, stationary at a constant speed, unpowered, i.e. driven in idling or even accelerating. In a special state, only a single servomotor can be controlled to decelerate as a generator and the other servomotors can not be controlled to decelerate as a generator. In a special state, all servomotors can be controlled in a regenerative braking manner at the same time.

Der wenigstens eine Servomotor wird mittels des erfindungsgemäßen Frequenzumrichters in seiner Position (die Motorposition, d.h. die momentane Winkelstellung der Motorwelle), in seiner Drehzahl, in seiner Beschleunigung und/oder seinem Bremsverhalten (negative Beschleunigung) elektrisch angesteuert. Im Falle von zwei oder mehr Servomotoren weist der Frequenzumrichter eine der Anzahl der Servomotoren entsprechende Anzahl von Wechselrichterschaltungen auf. Die mehreren Wechselrichterschaltungen können dabei an einen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen sein. Der gemeinsame Gleichspannungszwischenkreis wird dann von einer gemeinsamen Gleichrichterschaltung aus demselben elektrischen Wechselspannungsnetz gespeist, wenn der Frequenzumrichter an das elektrische Wechselspannungsnetz angeschlossen ist.The at least one servomotor is electrically controlled by means of the frequency converter according to the invention in its position (the motor position, ie the current angular position of the motor shaft), in its speed, in its acceleration and / or its braking behavior (negative acceleration). In the case of two or more Servomotors, the frequency converter has a number of inverter circuits corresponding to the number of servomotors. The plurality of inverter circuits can be connected to a common DC voltage intermediate circuit. The common DC voltage intermediate circuit is then fed by a common rectifier circuit from the same electrical AC voltage network when the frequency converter is connected to the electrical AC voltage network.

Das elektrische Wechselspannungsnetz stellt elektrische Energie aus einem Stromnetz eines Energieversorgers bereit. Im Allgemeinen wird dies ein Niederspannungsnetz sein. Das Niederspannungsnetz kann insbesondere ein Dreiphasenwechselspannungsnetz sein. Das Dreiphasenwechselspannungsnetz liefert eine sinusförmige Netzwechselspannung. Diese sinusförmige Netzwechselspannung kann insbesondere einen Effektivwert aufweisen, bei dem zwischen einem Außenleiter des Dreiphasenwechselspannungsnetzes und einem Neutralleiter des Dreiphasenwechselspannungsnetzes eine Spannung von beispielsweise 230 Volt und zwischen jeweils zwei der drei Außenleitern eine Spannung von beispielsweise 400 Volt anliegt. Die Netzfrequenz kann beispielsweise 50 Hertz oder 60 Hertz betragen. Das Dreiphasenwechselspannungsnetz kann insbesondere als ein TN-System konfiguriert sein, das drei Außenleiter (L1, L2, L3), einen Neutralleiter (N) und einen Schutzleiter (PE) umfasst.The electrical AC voltage network provides electrical energy from a power network of an energy supplier. Generally this will be a low voltage network. The low-voltage network can in particular be a three-phase alternating voltage network. The three-phase alternating voltage network supplies a sinusoidal alternating voltage. This sinusoidal AC mains voltage can in particular have an effective value at which a voltage of, for example, 230 volts is applied between an outer conductor of the three-phase AC voltage network and a neutral conductor of the three-phase AC voltage network and a voltage of, for example, 400 volts is applied between two of the three outer conductors. The network frequency can be 50 Hertz or 60 Hertz, for example. The three-phase alternating voltage network can in particular be configured as a TN system that comprises three outer conductors (L1, L2, L3), a neutral conductor (N) and a protective conductor (PE).

Die Gleichrichterschaltung des Frequenzumrichters kann beispielsweise ein Dreiphasengleichrichter sein. Der Dreiphasengleichrichter kann in der Bauart einer ungesteuerten Drehstrombrücke realisiert sein.The rectifier circuit of the frequency converter can, for example, be a three-phase rectifier. The three-phase rectifier can be implemented in the form of an uncontrolled three-phase bridge.

Der Gleichspannungszwischenkreis wird aus dem elektrischen Wechselspannungsnetz mit elektrischer Energie gespeist, wenn der Frequenzumrichter an das elektrische Wechselspannungsnetz angeschlossen ist. Wenn der Gleichspannungszwischenkreis vom elektrischen Wechselspannungsnetz getrennt ist, wird der Gleichspannungszwischenkreis ausschließlich durch elektrische Energie aus der Wechselrichterschaltung versorgt, die in einem generatorischen Betrieb des wenigstens einen Servomotors elektrische Energie liefern kann.The DC voltage intermediate circuit is fed with electrical energy from the electrical AC voltage network when the frequency converter is connected to the electrical AC voltage network. If the DC voltage intermediate circuit is separated from the electrical AC voltage network, the DC voltage intermediate circuit is supplied exclusively by electrical energy from the inverter circuit, which can supply electrical energy when the at least one servomotor is operating as a generator.

In den Betriebszeiten, in denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, kann elektrische Energie außerdem vom Zwischenkreiskondensator abgegeben werden und zwar entweder an die Wechselrichterschaltung oder an einen Bremswiderstand des Gleichspannungszwischenkreises.In the operating times in which the method according to the invention can be carried out, electrical energy can also be emitted from the intermediate circuit capacitor, either to the inverter circuit or to a braking resistor of the DC voltage intermediate circuit.

Der Bremswiderstand ist in einem solchen Fall ausgebildet, in seinem an den Gleichspannungszwischenkreis zugeschalteten Zustand elektrische Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis zu entnehmen und in Wärme umzuwandeln. In seinem vom Gleichspannungszwischenkreis getrennten Zustand hat der Bremswiderstand auf den Gleichspannungszwischenkreis keine elektrische Wirkung, d.h. der Gleichspannungszwischenkreis bleibt im getrennten Zustand des Bremswiderstands vom Bremswiderstand unbeeinflusst. Ein Brems-Chopper, über den der Bremswiderstand dem Gleichspannungszwischenkreis zugeschaltet und/oder getrennt werden kann, ist ein ansteuerbarer Schalter. Der Brems-Chopper kann insoweit pulsweitengesteuert betrieben sein.In such a case, the braking resistor is designed to draw electrical energy from the DC voltage intermediate circuit and convert it into heat when it is connected to the DC voltage intermediate circuit. When it is disconnected from the DC voltage intermediate circuit, the braking resistor has no electrical effect on the DC voltage intermediate circuit, i.e. the DC voltage intermediate circuit remains unaffected by the braking resistor when the braking resistor is disconnected. A brake chopper, via which the braking resistor can be connected to and / or disconnected from the DC voltage intermediate circuit, is a controllable switch. In this respect, the brake chopper can be operated in a pulse-width-controlled manner.

Die aus dem Gleichspannungszwischenkreis gespeiste Wechselrichterschaltung umfasst Leistungshalbleiterschalter, die elektronisch, beispielsweise von zugeordneten Treiberschaltungen angesteuert sein können. Die Wechselrichterschaltung kann ein Dreiphasen-Wechselrichter sein und beispielsweise als ein Zweistufen-Wechselrichter (U-Umrichter) oder ein Pulswechselrichter ausgebildet sein. In der Wechselrichterschaltung führen die Leistungshalbleiterschalter die elektrische Energie an den Servomotor, wenn Strom und Spannung das gleiche Vorzeichen haben. Die elektrische Energie fließt somit vom Gleichspannungszwischenkreis ab und in den Servomotor hinein. In einem generatorischen Betrieb kann vorgesehen sein, dass nicht die den Leistungshalbleiterschaltern zugeordneten Freilaufdioden die elektrische Energie abführen, um generatorische Energie aus dem Servomotor bzw. den Servomotoren in den Gleichspannungszwischenkreis d.h. in den Zwischenkreiskondensator zurückzuliefern, sondern die Leistungshalbleiterschalter können aktiv bleiben und können entsprechend von den Leistungshalbleiterschaltern zugeordneten Treiberschaltungen angesteuert werden, um elektrische Energie von den Servomotoren abzuziehen und in den Gleichspannungszwischenkreis d.h. in den Zwischenkreiskondensator einzuspeisen.The inverter circuit fed from the DC voltage intermediate circuit comprises power semiconductor switches which can be controlled electronically, for example by assigned driver circuits. The inverter circuit can be a three-phase inverter and can be designed, for example, as a two-stage inverter (U converter) or a pulse-controlled inverter. In the inverter circuit, the power semiconductor switches lead the electrical energy to the servomotor when the current and voltage have the same sign. The electrical energy thus flows from the DC link and into the servomotor. In a generator operation, it can be provided that the freewheeling diodes assigned to the power semiconductor switches do not dissipate the electrical energy in order to return regenerative energy from the servo motor or servomotors to the DC voltage intermediate circuit, i.e. into the intermediate circuit capacitor, but rather the power semiconductor switches can remain active and can, accordingly, from the Driver circuits assigned to power semiconductor switches are controlled in order to draw electrical energy from the servomotors and feed it into the DC voltage intermediate circuit, ie into the intermediate circuit capacitor.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein Trennen des Gleichspannungszwischenkreises vom elektrischen Wechselspannungsnetz. Dies ist beispielsweise im Falle einer Notabschaltung der jeweiligen Maschine, die von dem wenigstens einen Servomotor angetrieben wird, zumindest zweckmäßig oder sogar im Hinblick auf bestimmte zu beachtende Sicherheitsanforderungen zwingend erforderlich.In the method according to the invention, the DC voltage intermediate circuit is separated from the electrical AC voltage network. For example, in the case of an emergency shutdown of the respective machine that is driven by the at least one servomotor, this is at least expedient or even absolutely necessary with regard to certain safety requirements to be observed.

So ist beispielsweise bei Industrierobotern im Falle eines Not-Halts der Stopp-Kategorie 0 (z.B. gemäß Norm EN 60204-1 ) eine sofortige Unterbrechung der elektrischen Energieversorgung vorgeschrieben, insbesondere wenn beispielsweise eine mechanische Trennung d.h. ein Auskuppeln im Antriebstrang und/oder ein mechanisches Bremsen alleine nicht möglich ist.For example, in the case of an emergency stop, stop category 0 (e.g. according to Standard EN 60204-1 ) an immediate interruption of the electrical energy supply is prescribed, especially if, for example, a mechanical separation, ie decoupling in the drive train and / or mechanical braking alone is not possible.

Andererseits kann eine Maschine, wie der beispielhafte Industrieroboter Systemzustände aufweisen, in denen eine gesteuerte Drehzahlreduzierung der Servomotoren, insbesondere bis auf einen Stillstand bei der Drehzahl Null, schneller erfolgt, als durch eine bloße mechanische Bremsung, bei der die Servomotoren nicht geregelt in ihren Drehzahlen heruntergefahren werden. In einem solchen Fall kann ein Halt der Stopp-Kategorie 0 oder der Stopp-Kategorie 1 (z.B. gemäß Norm EN 60204-1 ) durchgeführt werden, bei dem ein gesteuertes Stillsetzen der Maschine durchgeführt wird, wobei die Zufuhr von elektrischer Energie zu den Servomotoren beibehalten wird, um das gesteuerte Stillsetzen zu ermöglichen. Die Zufuhr von elektrischer Energie wird erst dann unterbrochen, wenn der Stillstand des Servomotors oder der mehreren Servomotoren erreicht ist.On the other hand, a machine such as the example industrial robot can have system states in which a controlled speed reduction of the servomotors, in particular down to a standstill at zero speed, takes place more quickly than through mere mechanical braking, in which the servomotors are not slowed down in a controlled manner become. In such a case, a stop of stop category 0 or stop category 1 (e.g. according to Standard EN 60204-1 ), in which a controlled shutdown of the machine is carried out, the supply of electrical energy to the servomotors being maintained in order to enable the controlled shutdown. The supply of electrical energy is only interrupted when the servomotor or several servomotors have come to a standstill.

Sowohl für den Not-Halt der Stopp-Kategorie 0, als auch für den Halt der Stopp-Kategorie 1 kann jedoch vorgesehen sein, dass eine den Servomotoren zugeordnete bzw. in den Servoantrieben integrierte STO-Funktionalität (Safe-Torque-Off nach Norm EN 61800-5-2 ) zusätzlich genutzt wird.Both for the emergency stop of stop category 0 and for the stop of stop category 1, however, provision can be made for an STO functionality (Safe-Torque-Off according to Standard EN 61800-5-2 ) is also used.

Die erste Schaltvorrichtung kann ein erstes Relais, insbesondere ein erstes Relais mit zwangsgeführten Schaltkontakten, ein erstes Schaltschütz, insbesondere mit doppelt oder mehrfach unterbrechenden Schaltkontakten sein. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Schaltvorrichtung ein zweites Relais, insbesondere ein zweites Relais mit zwangsgeführten Schaltkontakten, ein zweites Schaltschütz, insbesondere mit doppelt oder mehrfach unterbrechenden Schaltkontakten sein.The first switching device can be a first relay, in particular a first relay with positively driven switching contacts, a first contactor, in particular with double or multiple interrupting switching contacts. Alternatively or in addition, the second switching device can be a second relay, in particular a second relay with positively driven switching contacts, a second contactor, in particular with double or multiple interrupting switching contacts.

Obwohl die erste Schaltvorrichtung und auch die zweite Schaltvorrichtung im Allgemeinen als mechanische Schalter ausgebildet sein können, wird in einer erfindungsgemäßen Weiterbildung speziell vorgeschlagen, die erste Schaltvorrichtung als eine erste Halbleiterschaltvorrichtung auszubilden und/oder die zweite Schaltvorrichtung als eine zweite Halbleiterschaltvorrichtung auszubilden. In der Ausbildung als eine Halbleiterschaltvorrichtung kann die erste Halbleiterschaltvorrichtung und/oder die zweite Halbleiterschaltvorrichtung beispielsweise einen oder mehrere Transistoren, insbesondere MOS-FETs und/oder einen oder mehrere Thyristoren, insbesondere GTO-Thyristoren umfassen.Although the first switching device and also the second switching device can generally be designed as mechanical switches, a further development according to the invention specifically proposes to design the first switching device as a first semiconductor switching device and / or to design the second switching device as a second semiconductor switching device. In the embodiment as a semiconductor switching device, the first semiconductor switching device and / or the second semiconductor switching device can comprise, for example, one or more transistors, in particular MOS-FETs and / or one or more thyristors, in particular GTO thyristors.

Je nach Ausführungsform kann die erste Schaltvorrichtung insbesondere durch die ansteuerbaren Thyristoren der als gesteuerte Drehstrombrücke (B6C) ausgebildeten Gleichrichterschaltung gebildet werden. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Schaltvorrichtung insbesondere durch die Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichterschaltung des Umrichters gebildet werden. Insofern können separate Schalter, d.h. von der Gleichrichterschaltung und/oder von der Wechselrichterschaltung verschiedene Schalter entfallen.Depending on the embodiment, the first switching device can in particular be formed by the controllable thyristors of the rectifier circuit designed as a controlled three-phase bridge (B6C). As an alternative or in addition, the second switching device can in particular be formed by the power semiconductor switches of the inverter circuit of the converter. In this respect, separate switches, i.e. switches different from the rectifier circuit and / or from the inverter circuit, can be omitted.

Sowohl in der Ausbildung als relaisartige, elektromechanische Schalter, als auch in der Ausbildung als Halbleiterschaltvorrichtungen können die erste Schaltvorrichtung und die zweite Schaltvorrichtung einfach schaltend, d.h. nicht redundant schaltend ausgebildet sein.Both in the form of relay-like, electromechanical switches and in the form of semiconductor switching devices, the first switching device and the second switching device can be configured to be single-switching, i.e. non-redundant switching.

Die erste Schaltvorrichtung, insbesondere die erste Halbleiterschaltvorrichtung kann in dem Schaltkreis der Gleichrichterschaltung und dem Gleichspannungszwischenkreis derart schaltend konfiguriert sein, dass auch bei einem ausgeschalteten Zustand der ersten Schaltvorrichtung die Gleichrichterschaltung weiterhin an das elektrische Wechselspannungsnetz angeschlossen bleibt.The first switching device, in particular the first semiconductor switching device, can be configured to switch in the circuit of the rectifier circuit and the DC voltage intermediate circuit in such a way that the rectifier circuit remains connected to the electrical AC voltage network even when the first switching device is switched off.

Je nach konstruktiver Ausführung der elektro-mechanischen Relais und jedenfalls in der Ausführung als Halbleiterschaltvorrichtungen trennen die erste Schaltvorrichtung und die zweite Schaltvorrichtung in nicht sicherer Weise, da ggf. keine galvanische Trennung vom Wechselspannungsnetz erfolgt.Depending on the structural design of the electro-mechanical relay and in any case in the design as semiconductor switching devices, the first switching device and the second switching device separate in an unsafe manner, since there may be no galvanic separation from the AC voltage network.

Bei einer speziellen Ausführung des Verfahrens wird deshalb eine sichere Halt-Funktion dadurch erreicht, dass ein Überwachen des mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms erfolgt. Bei Auftreten eines Stopp-Signals wird ein Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung durchgeführt, um den Gleichspannungszwischenkreis von der Gleichrichterschaltung elektrisch zu trennen. Wenn das Überwachen des mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms dann nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung des festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises feststellt, wird ein Bremsen des Servomotors durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichterschaltung in einem generatorischen Bremsbetrieb durchgeführt, um die Drehzahl des Servomotors zu reduzieren. Wenn jedoch das Überwachen des mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung ein Fließen eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises feststellt d.h. die Überwachung trotz Ausschalten weiterhin einen elektrischen Strom feststellt, wird eine STO-Funktionalität (Safe-Torque-Off nach Norm EN 61800) aktiviert, welche die elektrische Energieversorgung zu dem Servomotor bzw. zu den Servomotoren direkt unterbricht.In a special embodiment of the method, a safe stop function is therefore achieved in that the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit is monitored for the flow of an electric current. When a stop signal occurs, the first switching device is switched off in order to electrically isolate the DC voltage intermediate circuit from the rectifier circuit. If the monitoring of the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit for the flow of an electrical current then detects after switching off the first switching device by means of the monitoring of the detected non-flow of an electric current in the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit, braking of the servomotor is determined carried out by controlling the power semiconductor switch of the inverter circuit in a regenerative braking mode in order to reduce the speed of the servomotor. If, however, the monitoring of the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit for the flow of an electrical current after switching off the first switching device, a flow of an electrical current in the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit detects that the monitoring despite Switching off continues to detect an electrical current, an STO functionality (Safe-Torque-Off according to standard EN 61800) is activated, which interrupts the electrical energy supply to the servomotor or servomotors directly.

In bekannten geregelten Antriebssystemen mit Zwischenkreis wird zur Erreichung von bestimmten Anforderungen an die funktionale Sicherheit eine Abschaltung des Energieflusses vom Versorgungssystem d.h. vom Wechselspannungsnetz über den Zwischenkreis in das antreibende System d.h. die Servomotoren benötigt. Im Stand der Technik wird die Abschaltung des Energieflusses in das antreibende System über ein Schaltelement am Eingang der Gleichrichterschaltung d.h. über eine Einspeiseeinheit realisiert. Als Schaltelement können dabei elektromechanische oder elektronische Elemente zum Einsatz kommen.In known regulated drive systems with an intermediate circuit, in order to achieve certain functional safety requirements, the energy flow from the supply system, i.e. from the AC voltage network, via the intermediate circuit into the driving system, i.e. the servomotors, is required. In the prior art, the energy flow into the driving system is switched off via a switching element at the input of the rectifier circuit, i.e. via a feed unit. Electromechanical or electronic elements can be used as the switching element.

Bei der Abschaltung des Energieflusses durch die Einspeiseeinheit muss diese jedoch, entsprechend der Anforderungen an funktionale Sicherheit, überwacht oder auch redundant ausgeführt werden. Eine direkte Überwachung des Energieflusses findet nach dem bekannten Stand der Technik nicht statt.However, when the energy flow through the feed unit is switched off, it must be monitored or implemented redundantly in accordance with the requirements for functional safety. A direct monitoring of the energy flow does not take place according to the known prior art.

Alternativ kann der Energiefluss durch die Stelleinrichtung abgeschaltet werden. In diesem Fall kann die Stelleinrichtung allerdings nicht genutzt werden um das antreibende System schnell still zu setzen z.B. einen Rampenstopp durchzuführen.Alternatively, the flow of energy can be switched off by the actuating device. In this case, however, the actuating device cannot be used to quickly shut down the driving system, e.g. to perform a ramp stop.

Sofern die Einspeiseeinheit über ein elektromechanisches Schaltglied (z.B. ein Hauptschütz) verfügt, kann eine sicherheitsgerichtete Abschaltung über dieses Schütz erfolgen. Bei einer Ausführung der Einspeiseeinheit aus einem Dioden-Gleichrichter oder einer halbgesteuerten Thyristor-Brücke ohne weiteres Schaltelement kann jedoch keine Abschaltung der Energieversorgung nach den Regeln der funktionalen Sicherheit erfolgen.If the supply unit has an electromechanical switching element (e.g. a main contactor), a safety-related shutdown can take place via this contactor. If the feed unit is designed as a diode rectifier or a semi-controlled thyristor bridge without an additional switching element, however, the power supply cannot be switched off according to the rules of functional safety.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ggf. eine sicherheitsgerichtete Energieabschaltung in der Einspeiseeinheit d.h. an der Gleichrichterschaltung erfolgen und zwar insbesondere auf der Basis von Halbleiter-Bauelementen bzw. ohne Zusatz von elektro-mechanischen Schaltern.With the method according to the invention, a safety-oriented power shutdown can take place in the feed unit, i.e. at the rectifier circuit, in particular on the basis of semiconductor components or without the addition of electro-mechanical switches.

Auf elektromechanische Schaltglieder soll auf Grund von Verschleiß und geringer Zuverlässigkeit möglichst bzw. weitgehend verzichtet werden.Electromechanical switching elements should be avoided as far as possible or largely due to their wear and tear and low reliability.

Gegenüber dem Stand der Technik wird der Energiefluss von der Einspeiseeinheit in den Zwischenkreis überwacht. Die Abschaltung des Energieflusses in das antreibende System erfolgt über einen insbesondere nicht-redundanten Schalter in der Einspeiseeinheit d.h. insbesondere über die Thyristoren der als gesteuerte Drehstrombrücke (B6C) ausgebildeten Gleichrichterschaltung. Durch Abschaltung des Energieflusses in Kombination mit einer Überwachung dieses Energieflusses kann die Stelleinrichtung noch kontrolliert geregelt werden, anstatt sonst nur abgeschaltet zu werden. Der Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist das schnellere und je nach Betriebsfall angepasste Stillsetzen des antreibenden Systems.Compared to the state of the art, the flow of energy from the feed unit into the intermediate circuit is monitored. The energy flow into the driving system is switched off via an in particular non-redundant switch in the feed unit, i.e. in particular via the thyristors of the rectifier circuit designed as a controlled three-phase bridge (B6C). By switching off the energy flow in combination with monitoring this energy flow, the actuating device can still be controlled in a controlled manner, instead of just being switched off otherwise. The advantage over the state of the art is the faster shutdown of the driving system, which is adapted to the operational situation.

Die Abschaltung des Energieflusses erfolgt an der Einspeiseeinheit. Der Energiefluss wird durch eine Messeinrichtung im Zwischenkreis auf null oder einen definierten Schwellwert überwacht. Diese Überwachung kann durch eine Messeinrichtung im Hinstrom bzw. im Rückstrom oder in beiden gleichzeitig erfolgen. Wenn der Energiefluss von der Einspeiseeinheit in den Zwischenkreis null ist, kann das antreibende System über eine Stelleinrichtung noch kontrolliert mit der Restenergie des Zwischenkreises heruntergeregelt werden.The energy flow is switched off at the supply unit. The energy flow is monitored by a measuring device in the intermediate circuit for zero or a defined threshold value. This monitoring can be carried out by a measuring device in the outward flow or in the return flow or in both simultaneously. When the energy flow from the supply unit into the intermediate circuit is zero, the driving system can still be regulated down using the residual energy of the intermediate circuit via an adjusting device.

Die Messeinrichtung kann im laufenden Betrieb ständig überwacht werden, da der Energiefluss hier durchgehend erfasst wird. Die Funktionsfähigkeit der Messeinrichtung kann somit ständig plausibilisiert werden. Wird mittels der Messeinrichtung festgestellt, dass die Einspeiseeinheit nicht korrekt den Energiefluss aus dem Versorgungssystem getrennt hat, dann kann immer noch über eine zweite Stelleinrichtung an der Wechselrichterschaltung direkt abgeschaltet werden.The measuring device can be continuously monitored during operation, since the energy flow is continuously recorded here. The functionality of the measuring device can thus be continuously checked for plausibility. If it is determined by means of the measuring device that the feed unit has not correctly separated the energy flow from the supply system, then it can still be switched off directly via a second control device on the inverter circuit.

Das Überwachen des an die Gleichrichterschaltung angeschlossenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms kann durch eine einfache Strommessung in einer der beiden die Gleichrichterschaltung mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbindenden Leitungen des Stromkreises durchgeführt werden.The monitoring of the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit for the flow of an electrical current can be carried out by a simple current measurement in one of the two lines of the circuit connecting the rectifier circuit to the DC voltage intermediate circuit.

Die Strommessung kann beispielsweise mittels eines oder mehrerer vom Stromkreis galvanisch getrennter Stromsensoren oder mittels eines oder mehrerer an den Stromkreis angeschlossener Messwiderstände (Shunt) durchgeführt werden. Der Stromsensor bzw. die Stromsensoren oder der Messwiderstand bzw. die Messwiderstände können dabei an die Steuervorrichtung angeschlossen sein, welche die Überwachung und/oder Auswertung vornimmt.The current measurement can be carried out, for example, by means of one or more current sensors that are galvanically separated from the circuit or by means of one or more measuring resistors (shunt) connected to the circuit. The current sensor or the current sensors or the measuring resistor or the measuring resistors can be connected to the control device which carries out the monitoring and / or evaluation.

Alternativ kann das Überwachen des an die Gleichrichterschaltung angeschlossenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms durch eine zweifache Strommessung und zwar sowohl in der die Gleichrichterschaltung mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbindenden einen Leitung (Hinleitung) des Stromkreises, als auch in der die Gleichrichterschaltung mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbindenden anderen Leitung (Rückleitung) des Stromkreises redundant durchgeführt werden.Alternatively, the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit can be monitored for the flow of an electric current by a double current measurement, both in the one line (forwarding line) of the Circuit, as well as in the other line (return line) of the circuit connecting the rectifier circuit with the DC voltage intermediate circuit can be carried out redundantly.

Die insoweit redundante Strommessung kann beispielsweise mittels zweier oder mehrerer vom Stromkreis galvanisch getrennter Stromsensoren oder mittels zweier oder mehrerer an den Stromkreis angeschlossener Messwiderstände (Shunt) durchgeführt werden. Die Stromsensoren und/oder die Messwiderstände können dabei optional außerdem diversitär ausgeführt sein. So können beispielsweise für eine redundante Strommessung ein Stromsensor und ein Messwiderstand vorgesehen sein.The current measurement, which is redundant in this respect, can be carried out, for example, by means of two or more current sensors that are galvanically separated from the circuit or by means of two or more measuring resistors (shunt) connected to the circuit. The current sensors and / or the measuring resistors can optionally also be designed to be diverse. For example, a current sensor and a measuring resistor can be provided for redundant current measurement.

In allen Ausführungsvarianten des Verfahrens kann das Überwachen des mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms im laufenden Betrieb des Frequenzumrichters auch während des betriebsgemäßen Ansteuerns des Servomotors unabhängig von dem Vorliegen eines Stopp-Signals durchgeführt werden. Das Überwachen während des betriebsgemäßen Ansteuerns des Servomotors unabhängig von dem Vorliegen eines Stopp-Signals kann intermittierend, d.h. ist diskreten Zeitabständen, insbesondere gleichmäßigen Zeitabständen durchgeführt werden. Alternativ kann das Überwachen während des betriebsgemäßen Ansteuerns des Servomotors unabhängig von dem Vorliegen eines Stopp-Signals kontinuierlich, d.h. unterbrechungsfrei oder andauernd durchgeführt werden.In all variants of the method, the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit can be monitored for the flow of an electrical current while the frequency converter is in operation, regardless of the presence of a stop signal, even during normal operation of the servomotor. Monitoring during normal operation of the servomotor, regardless of the presence of a stop signal, can be carried out intermittently, i.e. at discrete time intervals, in particular at regular time intervals. Alternatively, the monitoring can be carried out continuously, i.e. without interruption or continuously, during the operational control of the servomotor, regardless of the presence of a stop signal.

Indem das Überwachen des mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms im laufenden Betrieb des Frequenzumrichters auch während des betriebsgemäßen Ansteuerns des Servomotors unabhängig von dem Vorliegen eines Stopp-Signals durchgeführt wird, kann eine laufende Plausibilitätsprüfung an den Stromsensoren und/oder den Messwiderständen durchgeführt werden. So kann im betriebsgemäßen Ansteuerns des wenigstens einen Servomotors die aufgrund der momentanen Ansteuerung benötigte bzw. erforderliche elektrische Energie bestimmt sein und sich daraus der momentan benötige elektrische Strom in seiner nominalen Größe ableiten und mit den von den Stromsensoren und/oder den Messwiderständen erfassten Stromwerten vergleichen. Im Falle einer Abweichung der gemessenen Stromwerte von den erwarteten Stromwerten über eine tolerierbaren Unterschied hinaus, kann auf eine Fehlfunktion der Strommessung, insbesondere auf eine Fehlfunktion der Stromsensoren und/oder den Messwiderständen geschlossen werden. Folglich kann die Sicherheit des Überwachung bzw. der Strommessung laufend überprüft werden und im Falle einer Fehlfunktion somit ein sicherer Zustand eingeleitet werden, auch zu Zeitpunkten zu denen die Stopp-Funktion noch nicht ausgelöst ist.By monitoring the circuit of the DC link connected to the rectifier circuit for the flow of an electrical current while the frequency converter is in operation, regardless of the presence of a stop signal, an ongoing plausibility check can be carried out on the current sensors and / or the Measurement resistances are carried out. In the operational control of the at least one servomotor, the electrical energy required or required due to the instantaneous control can be determined and the currently required electrical current can be derived from this in its nominal size and compared with the current values detected by the current sensors and / or the measuring resistors. If the measured current values deviate from the expected current values beyond a tolerable difference, it can be concluded that the current measurement is malfunctioning, in particular that the current sensors and / or the measuring resistors are malfunctioning. As a result, the safety of the monitoring or the current measurement can be continuously checked and, in the event of a malfunction, a safe state can be initiated, even at times at which the stop function has not yet been triggered.

Der Betrag der Stromstärke in einer Hinleitung im Gleichspannungszwischenkreis kann mit dem Betrag der Stromstärke in einer Rückleitung im Gleichspannungszwischenkreis direkt auf Gleichheit verglichen werden, oder es können die durch das Überwachen des mit der Gleichrichterschaltung verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises auf Fließen eines elektrischen Stroms erfassten Stromverläufe mit Ansteuersignalen für den Frequenzumrichter und/oder mit Strom- und/oder Spannungsverläufen zwischen der Wechselrichterschaltung und dem Servomotor verglichen werden, wobei aus dem Vergleich eine Information über die Funktionsfähigkeit einer die Überwachung durchführenden elektrischen Komponente abgeleitet werden kann. In einer bevorzugten Art der Überwachung kann der Betrag der Stromstärke in einer Hinleitung im Gleichspannungszwischenkreis mit dem Betrag der Stromstärke in einer Rückleitung im Gleichspannungszwischenkreis direkt auf Gleichheit verglichen werden.The magnitude of the current intensity in a forward line in the DC voltage intermediate circuit can be compared with the amount of the current intensity in a return line in the DC voltage intermediate circuit directly for equality, or the current curves recorded by monitoring the circuit of the DC voltage intermediate circuit connected to the rectifier circuit for the flow of an electric current can be recorded with control signals for the frequency converter and / or with current and / or voltage curves between the inverter circuit and the servomotor can be compared, information about the functionality of an electrical component performing the monitoring can be derived from the comparison. In a preferred type of monitoring, the magnitude of the current intensity in a forward line in the DC voltage intermediate circuit can be compared directly for equality with the magnitude of the current intensity in a return line in the DC voltage intermediate circuit.

Die eine Überwachung durchführende elektrische Komponente kann beispielsweise ein vom Stromkreis galvanisch getrennter Stromsensor oder ein an den Stromkreis angeschlossener Messwiderstand (Shunt) sein.The electrical component performing monitoring can be, for example, a current sensor that is galvanically separated from the circuit or a measuring resistor (shunt) connected to the circuit.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch eine Steuervorrichtung zum Steuern wenigstens eines Servomotors mittels eines Frequenzumrichters, aufweisend eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Strom- und/oder Spannungsverläufen in einem mit einer Gleichrichterschaltung des Frequenzumrichters verbundenen Stromkreis eines Gleichspannungszwischenkreises des Frequenzumrichters, einen Signaleingang zum Aufnehmen eines Stopp-Signals einer den Servomotor steuernden Maschinensteuerung, einen ersten Signalausgang zum Ansteuern einer ersten Schaltvorrichtung des Frequenzumrichters, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie aus der Gleichrichterschaltung zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis von der Gleichrichterschaltung elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Gleichrichterschaltung in den Gleichspannungszwischenkreis gelangt, und einen zweiten Signalausgang zum Ansteuern einer zweiten Schaltvorrichtung des Frequenzumrichters, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Servomotor mit elektrischer Energie aus einer Wechselrichterschaltung des Frequenzumrichters zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Servomotor von der Wechselrichterschaltung elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Wechselrichterschaltung an den Servomotor gelangt, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren nach einem oder mehreren der beschriebenen Ausführungen durchzuführen.The object according to the invention is also achieved by a control device for controlling at least one servomotor by means of a frequency converter, having a detection device for detecting current and / or voltage curves in a circuit of a DC voltage intermediate circuit of the frequency converter connected to a rectifier circuit of the frequency converter, a signal input for recording a stop -Signal of a machine control that controls the servomotor, a first signal output for controlling a first switching device of the frequency converter, which is designed to feed the DC voltage intermediate circuit with electrical energy from the rectifier circuit in its switched-on state and the DC voltage intermediate circuit from the in its switched-off state To electrically isolate the rectifier circuit, so that no electrical energy from the rectifier circuit gets into the DC voltage intermediate circuit, and a second signal output for controlling a second switching device of the frequency converter, which is designed to feed the servomotor with electrical energy from an inverter circuit of the frequency converter when it is switched on and to electrically disconnect the servomotor from the inverter circuit in its switched-off state, so that no electrical energy reaches the servomotor from the inverter circuit, the control device being designed to carry out a method according to the invention according to one or more of the embodiments described.

Die Steuervorrichtung kann eine Erfassungseinrichtung aufweisen, die wenigstens einen Stromsensor umfasst, wobei die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, eine einfache Strommessung in einer der beiden die Gleichrichterschaltung mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbindenden Leitungen des Stromkreises durchzuführen.The control device can have a detection device which comprises at least one current sensor, the detection device being designed to carry out a simple current measurement in one of the two lines of the circuit connecting the rectifier circuit to the DC voltage intermediate circuit.

Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise Messwerte eines oder mehrerer vom Stromkreis galvanisch getrennter Stromsensoren oder Messwerte eines oder mehrerer an den Stromkreis angeschlossener Messwiderstände (Shunt) aufnehmen d.h. erfassen. Der Stromsensor bzw. die Stromsensoren oder der Messwiderstand bzw. die Messwiderstände können dabei an die Steuervorrichtung angeschlossen sein, welche die Überwachung und/oder Auswertung vornimmt.The detection device can, for example, record measured values of one or more current sensors galvanically separated from the circuit or measured values of one or more measuring resistors (shunt) connected to the circuit. The current sensor or the current sensors or the measuring resistor or the measuring resistors can be connected to the control device which carries out the monitoring and / or evaluation.

Die Steuervorrichtung kann eine Erfassungseinrichtung aufweisen, die zwei Stromsensoren umfasst, wobei die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, eine zweifache Strommessung sowohl in der die Gleichrichterschaltung mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbindenden einen Leitung des Stromkreises, als auch in der die Gleichrichterschaltung mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbindenden anderen Leitung des Stromkreises redundant und/oder diversitär durchzuführen.The control device can have a detection device which comprises two current sensors, the detection device being designed to redundantly carry out double current measurement both in the one line of the circuit connecting the rectifier circuit to the DC voltage intermediate circuit and in the other line of the circuit connecting the rectifier circuit to the DC voltage intermediate circuit and / or to be carried out diversely.

Die insoweit redundant aufgebaute Erfassungseinrichtung kann beispielsweise Messwerte von zwei oder mehreren vom Stromkreis galvanisch getrennten Stromsensoren oder Messwerte von zwei oder mehreren an den Stromkreis angeschlossenen Messwiderstände (Shunt) aufnehmen d.h. erfassen. Die Stromsensoren und/oder die Messwiderstände können dabei an die Steuervorrichtung angeschlossen sein, welche die Überwachung und/oder Auswertung vornimmt. Die Stromsensoren und/oder die Messwiderstände können dabei optional außerdem diversitär ausgeführt sein. So können beispielsweise für eine redundante Strommessung ein Stromsensor und ein Messwiderstand vorgesehen sein.The detection device, which is redundant in this respect, can, for example, record measured values from two or more current sensors galvanically separated from the circuit or measured values from two or more measuring resistors (shunt) connected to the circuit. The current sensors and / or the measuring resistors can be connected to the control device which carries out the monitoring and / or evaluation. The current sensors and / or the measuring resistors can optionally also be designed to be diverse. For example, a current sensor and a measuring resistor can be provided for redundant current measurement.

Im Anwendungsfall eines beispielhaften Roboterarms kann der Roboterarm mehrere Gelenke und mehrere Glieder aufweisen, die durch die Bewegungen der Gelenke des Roboterarms gegeneinander verstellbar sind. Dabei kann jedem Gelenk ein eigener Servomotor zugeordnet sein. Jeder dieser mehreren Servomotoren ist ausgebildet, das jeweils ihm zugeordnete Gelenk des Roboterarms zu verstellen und zwar durch automatisches Ansteuern des Servomotors. Der Roboterarm kann dazu eine Steuervorrichtung aufweisen, die ausgebildet ist zum automatischen Ansteuern der Servomotoren des Roboterarms, um die Glieder des Roboterarms durch angetriebenes Bewegen der Gelenke automatisch gegeneinander zu verstellen.In the application of an exemplary robot arm, the robot arm can have several joints and several limbs which can be adjusted relative to one another by the movements of the joints of the robot arm. Each joint can be assigned its own servomotor. Each of these multiple servomotors is designed to adjust the joint of the robot arm assigned to it, specifically by automatically driving the servomotor. For this purpose, the robot arm can have a control device which is designed to automatically control the servomotors of the robot arm in order to automatically adjust the links of the robot arm relative to one another by moving the joints in a driven manner.

Jedes Gelenk und damit jeder diesem jeweiligen Gelenk zugeordnete Servomotor bewegt ein kinematisches System, das jeweils durch das diesem Servomotor in der kinematischen Kette des Roboterarms vorgelagerte, distale kinematische Teilsystem gebildet wird. So müssen die in der kinematischen Kette eher proximal angeordneten Servomotoren (Servomotoren der Grundachsen des Roboterarms) im Allgemeinen eine höhere kinetische Energie abbremsen, als die eher distal angeordneten Servomotoren (Servomotoren der Handachsen des Roboterarms). Je nach Pose der Gelenke des Roboterarms kann jedoch zu jedem beliebigen Zeitpunkt ein anderer Servomotor mit der momentan höchsten Bremslast belastet sein. So kann beispielsweise eine Situation auftreten, wo ein sich gerade entgegen der Schwerkraft nach oben bewegendes Grundgelenk abgebremst werden soll und somit die Bremskraft weitgehend durch die Schwerkraft bereitgestellt wird und der zugeordnete Servomotor somit keiner besonderen elektrischen Bremslast ausgesetzt ist. Andererseits kann ein eher leichtes Handgelenk des Roboterarms sich gerade in Schwerkraftrichtung bewegen, so dass beim Abbremsen der einwirkenden Erdbeschleunigung zusätzlich durch den Servomotor entgegengewirkt werden muss und somit dieser dem leichteren Handgelenk zugeordnete Servomotor einer besonders hohen elektrischen Bremslast ausgesetzt ist.Each joint and thus each servomotor assigned to this respective joint moves a kinematic system that is formed by the distal kinematic subsystem upstream of this servomotor in the kinematic chain of the robot arm. The servomotors arranged more proximally in the kinematic chain (servomotors of the basic axes of the robot arm) generally have to brake a higher kinetic energy than the servomotors arranged more distally (servomotors of the wrist axes of the robot arm). Depending on the pose of the joints of the robot arm, however, another servomotor can be loaded with the currently highest braking load at any point in time. For example, a situation can arise where a base joint moving upwards against gravity is to be braked and thus the braking force is largely provided by gravity and the associated servomotor is therefore not exposed to any particular electrical braking load. On the other hand, a rather light wrist of the robot arm can move straight in the direction of gravity, so that when braking, the acting acceleration due to gravity must also be counteracted by the servomotor and this servomotor assigned to the lighter wrist is therefore exposed to a particularly high electrical braking load.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird somit außerdem gelöst durch einen Roboter, aufweisend einen Roboterarm mit mehreren Gelenken und mehreren Gliedern, die durch die Bewegungen der Gelenke des Roboterarms gegeneinander verstellbar sind, wobei wenigstens einem der Gelenke ein Servomotor zugeordnet ist, welcher ausgebildet ist, das wenigstens eine Gelenk zu verstellen und zwar durch automatisches Ansteuern des Servomotors, und aufweisend eine Robotersteuerung, die ausgebildet ist zum automatischen Ansteuern wenigstens eines Servomotors des Roboterarms, um die Glieder des Roboterarms durch angetriebenes Bewegen der Gelenke automatisch gegeneinander zu verstellen, wobei die Robotersteuerung eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung, wie nach einer oder mehreren Ausführungsformen beschrieben, umfasst oder mit einer Steuervorrichtung, wie nach einer oder mehreren Ausführungsformen beschrieben, steuerungstechnisch verbunden ist.The object according to the invention is thus also achieved by a robot having a robot arm with several joints and several members that are adjustable against each other by the movements of the joints of the robot arm, with at least one of the joints being assigned a servomotor which is designed, the at least one To adjust the joint, namely by automatically controlling the servomotor, and having a robot controller which is designed to automatically control at least one servomotor of the robot arm in order to automatically adjust the limbs of the robot arm against one another by driven movement of the joints, the robot controller being a control device according to the invention, as described in accordance with one or more embodiments, comprises or is connected in terms of control technology to a control device, as described in accordance with one or more embodiments.

Der wenigstens eine Servomotor kann speziell eine permanentmagnet-erregte Synchronmaschine sein.The at least one servomotor can specifically be a permanent magnet excited synchronous machine.

Die Steuervorrichtung kann als ein Teil einer Robotersteuerung ausgebildet sein. Alternativ kann die Steuervorrichtung jedoch auch als separate Steuereinheit ausgebildet sein, die mit der Robotersteuerung zusammenwirkt, beispielsweise mittels einer Kommunikationsverbindung. Die Steuervorrichtung ist insbesondere ausgebildet einen Frequenzumrichter anzusteuern, der eine an ein elektrisches Wechselspannungsnetz anschließbare Gleichrichterschaltung, einen im an das elektrische Wechselspannungsnetz angeschlossenen Zustand aus dem elektrischen Wechselspannungsnetz gespeisten Gleichspannungszwischenkreis mit einem Zwischenkreiskondensator und mit einem über einen Brems-Chopper des Gleichspannungszwischenkreises zuschalt- und trennbaren Bremswiderstand, und wenigstens eine aus dem Gleichspannungszwischenkreis gespeiste Wechselrichterschaltung mit ansteuerbaren Leistungshalbleiterschaltern umfasst.The control device can be designed as part of a robot controller. Alternatively, however, the control device can also be designed as a separate control unit which interacts with the robot controller, for example by means of a communication connection. The control device is designed in particular to control a frequency converter which has a rectifier circuit that can be connected to an electrical AC voltage network, a DC voltage intermediate circuit, which is fed from the electrical AC voltage network when connected to the electrical AC voltage network, with an intermediate circuit capacitor and a braking resistor that can be connected and disconnected via a brake chopper of the DC voltage intermediate circuit , and at least one inverter circuit fed from the DC voltage intermediate circuit with controllable power semiconductor switches.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Computerprogrammprodukt aufweisend einen maschinenlesbaren Träger, auf dem Programmcode gespeichert ist, der von einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, wie nach einer oder mehreren Ausführungsformen beschrieben, auslesbar ist und der die Steuervorrichtung ausbildet und/oder einrichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie nach einer oder mehreren Ausführungsformen beschrieben, durchzuführen, wenn der Programmcode von der Steuervorrichtung ausgeführt wird.The object according to the invention is also achieved by a computer program product having a machine-readable carrier on which program code is stored, which can be read out by a control device according to the invention, as described according to one or more embodiments, and which forms and / or sets up the control device, a method according to the invention, as described according to one or more embodiments, to be carried out when the program code is executed by the control device.

Das Computerprogrammprodukt kann beispielsweise eine CD, eine DVD oder ein USB-Stick sein. Das Computerprogrammprodukt kann aber auch eine Steuerungskarte sein, auf der Mikroprozessoren eingebunden sind. Das Computerprogrammprodukt kann jedoch auch in Form eines Downloads realisiert sein, der über das Internet oder ein anderes Netzwerk angeboten und verkauft werden kann.The computer program product can be, for example, a CD, a DVD or a USB stick. The computer program product can, however, also be a control card on which microprocessors are integrated. The computer program product can, however, also be implemented in the form of a download that can be offered and sold via the Internet or another network.

Der maschinenlesbare Träger kann somit eine CD, eine DVD oder ein Mikroprozessor sein, auf dem der Programmcode gespeichert ist. Der maschinenlesbare Träger kann aber auch eine Festplatte oder ein SSD-Laufwerk sein, auf das der Programmcode heruntergeladen wurde, beispielsweise mittels eines Downloads, insbesondere in Form von Datenpaketen.The machine-readable carrier can thus be a CD, a DVD or a microprocessor on which the program code is stored. The machine-readable carrier can, however, also be a hard disk or an SSD drive to which the program code has been downloaded, for example by means of a download, in particular in the form of data packets.

Der Programmcode kann durch ein editiertes Programm und/oder Daten repräsentiert sein, die auf dem maschinenlesbaren Träger gespeichert sind.The program code can be represented by an edited program and / or data that are stored on the machine-readable carrier.

Durch ein Auslesen des editiertes Programm und/oder der Daten wird die auslesende Steuervorrichtung ausbildet und/oder einrichtet, das erfindungsgemäße Verfahren ausführen zu können.By reading out the edited program and / or the data, the reading control device is designed and / or set up to be able to carry out the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, wenn die Steuervorrichtung den Programmcode d.h. das editierte Programm tatsächlich entsprechend ausführt und/oder die Daten tatsächlich entsprechend verarbeitet.The method according to the invention is carried out when the control device actually executes the program code, i.e. the edited program, and / or actually processes the data accordingly.

Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.Specific exemplary embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying figures. Specific features of these exemplary embodiments can represent general features of the invention regardless of the specific context in which they are mentioned, possibly also considered individually or in further combinations.

Es zeigen:

  • 1 ein Ablaufschema eines beispielhaften, erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 eine Seitenansicht eines beispielhaften Industrieroboters, der einen Roboterarm mit Gliedern, Gelenken und Servomotoren umfasst, und der eine Robotersteuerung aufweist, die ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Schaltbildes eines beispielhaften Frequenzumrichters mit einem beispielhaften einzigen Servomotor und einer durch die Thyristoren der Gleichrichterschaltung realisierten ersten Schaltvorrichtung,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Schaltbildes eines abgewandelten Frequenzumrichters mit einem Servomotor und einer von der Gleichrichterschaltung separaten ersten Schaltvorrichtung und einer von der Wechselrichterschaltung separaten zweiten Schaltvorrichtung, und
  • 5 eine schematische Darstellung eines Schaltbildes eines beispielhaften abgewandelten Frequenzumrichters mit zwei oder mehreren Servomotoren, die an einem gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis, beispielsweise gemäß 3 angeschlossen sind.
Show it:
  • 1 a flow chart of an exemplary method according to the invention,
  • 2 a side view of an exemplary industrial robot that comprises a robot arm with links, joints and servomotors, and that has a robot controller that is designed to carry out a method according to the invention,
  • 3 a schematic representation of a circuit diagram of an exemplary frequency converter with an exemplary single servo motor and a first switching device implemented by the thyristors of the rectifier circuit,
  • 4th a schematic representation of a circuit diagram of a modified frequency converter with a servomotor and a first switching device separate from the rectifier circuit and a second switching device separate from the inverter circuit, and
  • 5 a schematic representation of a circuit diagram of an exemplary modified frequency converter with two or more servomotors connected to a common DC voltage intermediate circuit, for example according to 3 are connected.

In 1 ist schematisch der Ablauf eines beispielhaften, erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern wenigstens eines Servomotors M mittels eines Frequenzumrichters 1 (3, 4) dargestellt.In 1 is a schematic of the sequence of an exemplary method according to the invention for controlling at least one servo motor M by means of a frequency converter 1 ( 3 , 4th ) shown.

Der Frequenzumrichter 1 kann, wie in 3 und 4 aufgezeigt ist, umfassen:

  • Eine an ein elektrisches Wechselspannungsnetz 2 angeschlossene Gleichrichterschaltung 3; einen aus der Gleichrichterschaltung 3 speisbaren Gleichspannungszwischenkreis 4; eine erste Schaltvorrichtung 21, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis 4 mit elektrischer Energie aus der Gleichrichterschaltung 3 zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis 4 von der Gleichrichterschaltung 3 elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Gleichrichterschaltung 3 in den Gleichspannungszwischenkreis 4 gelangt; wenigstens eine aus dem Gleichspannungszwischenkreis 4 speisbare Wechselrichterschaltung 7 mit ansteuerbaren Leistungshalbleiterschaltern S1-S6 zum elektrischen Ansteuern des Servomotors M, M1-M6; sowie eine zweite Schaltvorrichtung 22, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Servomotor M, M1-M6 mit elektrischer Energie aus der Wechselrichterschaltung 7 zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Servomotor M, M1-M6 von der Wechselrichterschaltung 7 elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Wechselrichterschaltung 7 an den Servomotor M, M1-M6 gelangt.
The frequency converter 1 can, as in 3 and 4th include:
  • One to an AC electrical network 2 connected rectifier circuit 3 ; one from the rectifier circuit 3 feedable DC voltage intermediate circuit 4th ; a first switching device 21 , which is formed, the DC voltage intermediate circuit in its switched-on state 4th with electrical energy from the rectifier circuit 3 to feed and in their switched-off state the DC voltage intermediate circuit 4th from the rectifier circuit 3 electrically separate so that no electrical energy from the rectifier circuit 3 into the DC link 4th arrives; at least one from the DC voltage intermediate circuit 4th feedable inverter circuit 7th with controllable power semiconductor switches S1-S6 for the electrical control of the servo motor M, M1-M6 ; and a second switching device 22nd , which is designed, in its switched-on state, the servo motor M, M1-M6 with electrical energy from the inverter circuit 7th to feed and, in their switched-off state, the servo motor M, M1-M6 from the inverter circuit 7th electrically separate so that no electrical energy from the inverter circuit 7th to the servo motor M, M1-M6 got.

Der Gleichspannungszwischenkreis 4 kann einen Zwischenkreiskondensator 5 und einen über einen Brems-Chopper S7 des Gleichspannungszwischenkreises 4 zuschalt- und trennbaren Bremswiderstand 6 aufweisen.The DC link 4th can use an intermediate circuit capacitor 5 and one via a brake chopper S7 of the DC link 4th Switchable and separable braking resistor 6th exhibit.

Das erfindungsgemäße Verfahren, wie in 1 dargestellt, weist die folgenden Schritte auf:

  • In einem ersten Schritt ST1 erfolgt ein Überwachen eines mit der Gleichrichterschaltung 3 verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises 4 auf Fließen eines elektrischen Stroms.
The inventive method, as in 1 has the following steps:
  • In a first step ST1 there is a monitoring of a with the rectifier circuit 3 connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th on the flow of an electric current.

Bei Auftreten eines Stopp-Signals erfolgt in einem zweiten Schritt ST2 ein Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung, um den Gleichspannungszwischenkreis 4 von der Gleichrichterschaltung 3 elektrisch zu trennen.When a stop signal occurs, a second step takes place ST2 switching off the first switching device to the DC voltage intermediate circuit 4th from the rectifier circuit 3 to separate electrically.

Im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung 3 verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises 4, erfolgt in einem dritten Schritt ST3 ein Bremsen des Servomotors M, M1-M6 durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter S1-S6 der Wechselrichterschaltung 7 in einem generatorischen Bremsbetrieb oder durch eine Kurzschlussbremsung, um die Drehzahl des Servomotors M, M1-M6 zu reduzieren.In the case of a non-flow of an electrical current in the one having the rectifier circuit which is determined by means of the monitoring after the first switching device has been switched off 3 connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th , takes place in a third step ST3 braking of the servomotor M, M1-M6 by controlling the power semiconductor switch S1-S6 the inverter circuit 7th in a regenerative braking operation or by short-circuit braking to increase the speed of the servo motor M, M1-M6 to reduce.

Im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung mittels der Überwachung festgestellten Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung 3 verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises 4, erfolgt hingegen statt dem dritten Schritt ST3 in einem vierten Schritt ST4 ein Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung, um die Wechselrichterschaltung 7 von dem Servomotor M, M1-M6 elektrisch zu trennen.In the case of an electrical current flowing in the circuit with the rectifier circuit, which is determined by the monitoring device after the first switching device has been switched off 3 connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th , on the other hand, instead of the third step ST3, the second switching device is switched off in a fourth step ST4 in order to switch off the inverter circuit 7th from the servo motor M, M1-M6 to separate electrically.

Die 2 zeigt einen Industrieroboter 8, der einen Roboterarm 9 und eine Robotersteuerung 10 aufweist. Der Roboterarm 9 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere, nacheinander angeordnete, und mittels Gelenke L1 bis L6 drehbar miteinander verbundene Glieder G1 bis G7.the 2 shows an industrial robot 8th holding a robotic arm 9 and a robot controller 10 having. The robotic arm 9 In the case of the present exemplary embodiment, it comprises several, one after the other arranged by means of joints L1 until L6 rotatably interconnected links G1 until G7 .

Der Industrieroboter 8 weist die Robotersteuerung 10 auf, die ausgebildet ist, ein Roboterprogramm auszuführen und die Glieder G1-G7 und Gelenke L1-L6 des Roboterarms 9 automatisch zu bewegen. Eines der mehreren Glieder G1-G7 bildet ein Endglied (G7) des Roboterarms 9, das einen Werkzeugflansch 11 aufweist.The industrial robot 8th instructs the robot controller 10 that is trained to execute a robot program and the members G1-G7 and joints L1-L6 of the robot arm 9 to move automatically. One of the several links G1-G7 forms an end link ( G7 ) of the robot arm 9 that has a tool flange 11 having.

Die Robotersteuerung 10 des Industrieroboters 8 ist ausgebildet bzw. eingerichtet, ein Roboterprogramm auszuführen, durch welches die Gelenke L1 bis L6 des Roboterarms 9 gemäß des Roboterprogramms automatisiert oder in einem Handfahrbetrieb automatisch verstellt bzw. drehbewegt werden können. Dazu ist die Robotersteuerung 10 mit ansteuerbaren elektrischen Antrieben, den Servomotoren M1 bis M6 verbunden, die ausgebildet sind, die jeweiligen Gelenke L1 bis L6 des Roboterarms 9 zu verstellen.The robot controller 10 of the industrial robot 8th is designed or set up to execute a robot program through which the joints L1 until L6 of the robot arm 9 can be automatically adjusted or rotated according to the robot program or automatically adjusted in manual operation. There is also the robot controller 10 with controllable electrical drives, the servomotors M1 until M6 connected, which are formed, the respective joints L1 until L6 of the robot arm 9 to adjust.

Bei den Gliedern G1 bis G7 handelt es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels um ein Robotergrundgestell 13 und ein relativ zum Robotergrundgestell 13 um eine vertikal verlaufende Achse A1 drehbar gelagertes Karussell 14. Weitere Glieder des Roboterarms 9 sind eine Schwinge 15, ein Armausleger 16 und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand 17 mit einer als Werkzeugflansch 11 ausgeführten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs. Die Schwinge 15 ist am unteren Ende, d.h. an dem Gelenk L2 der Schwinge 15, das auch als Schwingenlagerkopf bezeichnet werden kann, auf dem Karussell 14 um eine vorzugsweise horizontale Drehachse A2 schwenkbar gelagert.In the limbs G1 until G7 In the case of the present exemplary embodiment, it is a robot base frame 13th and one relative to the robot base 13th around a vertical axis A1 rotatable carousel 14th . Further links of the robot arm 9 are a swing arm 15th , an arm extension 16 and a preferably multi-axis robot hand 17th with one as a tool flange 11 executed fastening device for fastening a tool. The swing arm 15th is at the lower end, ie at the joint L2 the swing arm 15th , which can also be referred to as the swing arm bearing head, on the carousel 14th around a preferably horizontal axis of rotation A2 pivoted.

Am oberen Ende der Schwinge 15 ist an dem ersten Gelenk L3 der Schwinge 15 wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse A3 der Armausleger 16 schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand 17 mit ihren vorzugsweise drei Drehachsen A4, A5, A6. Die Gelenke L1 bis L6 sind durch jeweils einen der elektrischen Servomotoren M1 bis M6 über die Robotersteuerung 10 programmgesteuert antreibbar. Den Servomotoren M1 bis M6 ist dazu ein erfindungsgemäßer Frequenzumrichter 1, wie in 3 und 4 aufgezeigt ist, zugeordnet. Die Robotersteuerung 10 und/oder eine zugeordnete separate Steuervorrichtung können ausgebildet sein, eines oder mehrerer der erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen.At the top of the swingarm 15th is on the first joint L3 the swing arm 15th again about a likewise preferably horizontal axis A3 the arm extension 16 pivoted. This carries the robot hand at the end 17th with their preferably three axes of rotation A4 , A5 , A6 . The joints L1 until L6 are each driven by one of the electric servo motors M1 until M6 via the robot controller 10 programmatically drivable. The servomotors M1 until M6 is for this purpose a frequency converter according to the invention 1 , as in 3 and 4th is shown assigned. The robot controller 10 and / or an assigned separate control device can be designed to carry out one or more of the methods according to the invention.

Der Umrichter 1, d.h. der Frequenzumrichter 1a, wie in 3, 4 und 5 aufgezeigt ist, kann an ein elektrisches Wechselspannungsnetz 2a anschließbar sein. Das elektrische Wechselspannungsnetz 2a kann ein Dreiphasenwechselspannungsnetz, beispielsweise von 50 Hertz, sein. Es kann insbesondere als ein TN-System konfiguriert sei.The converter 1 , ie the frequency converter 1a , as in 3 , 4th and 5 is shown, can be connected to an electrical AC voltage network 2a be connectable. The electrical alternating voltage network 2a can be a three-phase alternating voltage network, for example of 50 Hertz. In particular, it can be configured as a TN system.

Ist der Frequenzumrichter 1a an das Netz 2, d.h. an das Wechselspannungsnetz 2a angeschlossen, so kann dessen Eingangsschaltung 3, d.h. die Gleichrichterschaltung 3a die aus dem elektrischen Wechselspannungsnetz 2 gespeiste Wechselspannung in eine entsprechende Gleichspannung umwandeln. Die Gleichspannung wird dann einem Gleichspannungszwischenkreis 4 zugeführt. Der Gleichspannungszwischenkreis 4 ist im Falle der dargestellten Ausführungsbeispiele außerdem mit einem Zwischenkreiskondensator 5 und mit einem über einen Brems-Chopper S7 des Gleichspannungszwischenkreises 4 zuschalt- und trennbaren Bremswiderstand 6 versehen.Is the frequency converter 1a to the network 2 , ie to the AC voltage network 2a connected, its input circuit 3 , ie the rectifier circuit 3a those from the electrical AC voltage network 2 Convert the supplied alternating voltage into a corresponding direct voltage. The DC voltage then becomes a DC voltage intermediate circuit 4th fed. The DC link 4th is in the case of the illustrated embodiments also with an intermediate circuit capacitor 5 and with one over a brake chopper S7 of the DC link 4th Switchable and separable braking resistor 6th Mistake.

An den Gleichspannungszwischenkreis 4 schließt sich wenigstens eine aus dem Gleichspannungszwischenkreis 4 gespeiste Wechselrichterschaltung 7 mit ansteuerbaren Leistungshalbleiterschaltern S1 bis S6 an.To the DC link 4th at least one of the DC voltage intermediate circuit closes 4th fed inverter circuit 7th with controllable power semiconductor switches S1 until S6 on.

Im Falle des Ausführungsbeispiels der 3 und 4 ist lediglich eine einzige Wechselrichterschaltung 7 an den Gleichspannungszwischenkreis 4 angeschlossen. Diese einzige Wechselrichterschaltung 7 versorgt den einzigen Servomotor M.In the case of the embodiment of 3 and 4th is just a single inverter circuit 7th to the DC link 4th connected. This single inverter circuit 7th supplies the only servo motor M.

Im Falle des Ausführungsbeispiels der 5 sind mehrere Wechselrichterschaltungen 7 an den Gleichspannungszwischenkreis 4 angeschlossen. Diese mehreren Wechselrichterschaltungen 7 versorgen jeweils einen von mehreren Servomotoren M1 bis M6 gemäß 4. In 5 sind zur Veranschaulichung lediglich zwei Wechselrichterschaltungen 7 und zwei Servomotoren M1 und M2 vollständig dargestellt. Die gestrichelten Pfeile und die Bezeichnungen M3-M6 deuten eine Anzahl von weiteren Servomotoren M3, M4, M5 und M6, und weiteren Wechselrichterschaltungen 7 an, die alle an den gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis 4 angeschlossen sind.In the case of the embodiment of 5 are several inverter circuits 7th to the DC link 4th connected. These several inverter circuits 7th each supply one of several servomotors M1 until M6 according to 4th . In 5 are only two inverter circuits for illustration purposes 7th and two servomotors M1 and M2 fully represented. The dashed arrows and the names M3-M6 suggest a number of other servomotors M3 , M4 , M5 and M6 , and other inverter circuits 7th all of them to the common DC voltage intermediate circuit 4th are connected.

Im Falle des in 2 gezeigten beispielhaften Industrieroboters 8 können beispielsweise insgesamt sechs Wechselrichterschaltungen 7 für die sechs Servomotoren M1 bis M6 der sechs Gelenke L1 bis L6 des Roboterarms 9 vorgesehen sein.In the case of the in 2 exemplary industrial robot shown 8th can, for example, have a total of six inverter circuits 7th for the six servomotors M1 until M6 of the six joints L1 until L6 of the robot arm 9 be provided.

Das Überwachen des an die Gleichrichterschaltung 3a angeschlossenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises 4 auf Fließen eines elektrischen Stroms wird im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels entweder durch eine einfache Strommessung in einer ersten Leitung 23 des Stromkreises, der die Gleichrichterschaltung 3a mit dem Gleichspannungszwischenkreis 4 verbindet, durchgeführt, oder das Überwachen des an die Gleichrichterschaltung 3a angeschlossenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises 4 auf Fließen eines elektrischen Stroms wird durch eine zweifache Strommessung und zwar sowohl in der die Gleichrichterschaltung 3a mit dem Gleichspannungszwischenkreis 4 verbindenden ersten Leitung 23 des Stromkreises, als auch in der die Gleichrichterschaltung 3 mit dem Gleichspannungszwischenkreis 4 verbindenden zweiten Leitung 24 des Stromkreises redundant durchgeführt.Monitoring the to the rectifier circuit 3a connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th In the case of the exemplary embodiment shown, an electrical current can flow through either a simple current measurement in a first line 23 of the circuit making up the rectifier circuit 3a with the DC voltage intermediate circuit 4th connects, performed, or monitoring the to the rectifier circuit 3a connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th The flow of an electric current is determined by a double current measurement both in the rectifier circuit 3a with the DC voltage intermediate circuit 4th connecting first line 23 of the circuit, as well as in the rectifier circuit 3 with the DC voltage intermediate circuit 4th connecting second line 24 of the circuit carried out redundantly.

Die Erfassungseinrichtung 25 umfasst einen Stromsensor 26.1, wobei die Erfassungseinrichtung 25 ausgebildet ist, eine einfache Strommessung in einer der beiden die Gleichrichterschaltung 3a mit dem Gleichspannungszwischenkreis 4 verbindenden Leitungen 23, 24 des Stromkreises durchzuführen.The detection device 25th includes a current sensor 26.1 , wherein the detection device 25th is designed, a simple current measurement in one of the two rectifier circuit 3a with the DC voltage intermediate circuit 4th connecting lines 23 , 24 of the circuit.

Die Erfassungseinrichtung 25 kann aber auch zwei Stromsensoren 26.1, 26.2 aufweisen, wobei die Erfassungseinrichtung 25 ausgebildet ist, eine zweifache Strommessung sowohl in der die Gleichrichterschaltung 3a mit dem Gleichspannungszwischenkreis 4 verbindenden ersten Leitung 23 des Stromkreises, als auch in der die Gleichrichterschaltung 3a mit dem Gleichspannungszwischenkreis 4 verbindenden zweiten Leitung 24 des Stromkreises redundant und/oder diversitär durchzuführen.The detection device 25th but can also have two current sensors 26.1 , 26.2 have, wherein the detection device 25th is designed, a double current measurement in both the rectifier circuit 3a with the DC voltage intermediate circuit 4th connecting first line 23 of the circuit, as well as in the rectifier circuit 3a with the DC voltage intermediate circuit 4th connecting second line 24 of the circuit to be carried out redundantly and / or diversely.

Gemäß den Ausführungen der 3 und 5 ist der Umrichter 1 als ein Frequenzumrichter 1a ausgebildet, das elektrische Netz 2 ist ein Wechselspannungsnetz 2a und die Eingangsschaltung 3 ist als eine Gleichrichterschaltung 3a ausgebildet.According to the statements of 3 and 5 is the converter 1 than a frequency converter 1a trained the electrical network 2 is an alternating voltage network 2a and the input circuit 3 is called a rectifier circuit 3a educated.

Im ersten Verfahrensschritt erfolgt ein Überwachen eines mit der Gleichrichterschaltung 3a verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises 4 auf Fließen eines elektrischen Stroms, bei Auftreten eines Stopp-Signals, erfolgt ein Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung 21, 21b, um die Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises 4 aus dem elektrischen Wechselspannungsnetz 2a zu beenden. Im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung 21, 21b mittels der Überwachung festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung 3a verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises 4 erfolgt ein Bremsen des Servomotors M, M1-M6 durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter S1-S6 der Wechselrichterschaltung 7 in einem generatorischen Bremsbetrieb oder durch eine Kurzschlussbremsung, um die Drehzahl des Servomotors M, M1-M6 zu reduzieren. Im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung 21, 21b mittels der Überwachung festgestellten Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung 3a verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises 4 erfolgt hingegen ein Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung 22, 22b, um ein Einspeisen von elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreises 4 in den Servomotors M, M1-M6 zu unterbinden. Die erste Schaltvorrichtung 21 wird dabei von den Thyristoren 21b der Gleichrichterschaltung 3a gebildet und die zweite Schaltvorrichtung 22b wird von den Leistungshalbleiterschaltern S1-S6 der Wechselrichterschaltung 7 gebildet. Die Thyristoren 21b der Gleichrichterschaltung 3a werden beispielsweise über einen ersten Signalausgang SA1 der Steuervorrichtung 27 angesteuert. Leistungshalbleiterschaltern S1-S6 der Wechselrichterschaltung 7 werden beispielsweise über einen zweiten Signalausgang SA2 der Steuervorrichtung 27 angesteuert.In the first process step, a monitoring with the rectifier circuit takes place 3a connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th when an electrical current flows, when a stop signal occurs, the first switching device is switched off 21 , 21b to supply the DC link 4th from the electrical AC voltage network 2a to end. In the case of one after switching off the first switching device 21 , 21b by means of the monitoring determined non-flow of an electric current in the with the Rectifier circuit 3a connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th the servomotor M is braked, M1-M6 by controlling the power semiconductor switch S1-S6 the inverter circuit 7th in a regenerative braking operation or by short-circuit braking to increase the speed of the servo motor M, M1-M6 to reduce. In the case of one after switching off the first switching device 21 , 21b by means of the monitoring detected flow of an electric current in the with the rectifier circuit 3a connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th on the other hand, the second switching device is switched off 22nd , 22b to feed in electrical energy from the DC link 4th in the servo motor M, M1-M6 to prevent. The first switching device 21 is done by the thyristors 21b the rectifier circuit 3a formed and the second switching device 22b is made by the power semiconductor switches S1-S6 the inverter circuit 7th educated. The thyristors 21b the rectifier circuit 3a are for example via a first signal output SA1 of the control device 27 controlled. Power semiconductor switches S1-S6 the inverter circuit 7th are for example via a second signal output SA2 of the control device 27 controlled.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 wird die erste Schaltvorrichtung 21 von separaten Schaltern 21a gebildet und die zweite Schaltvorrichtung 22 wird von den separaten Schaltern 22a gebildet. Die erste Schaltvorrichtung 21 bzw. die ersten Schaltvorrichtungen 21 und 21a, sowie die zweite Schaltvorrichtung 22 bzw. die zweiten Schaltvorrichtungen 22 und 22a, und die Erfassungseinrichtung 25 bzw. die Stromsensoren 26.1 und/oder 26.2 sind an eine Steuervorrichtung 27 angeschlossen, welche die Überwachung durchführt.In the embodiment according to 4th becomes the first switching device 21 of separate switches 21a formed and the second switching device 22nd is from the separate switches 22a educated. The first switching device 21 or the first switching devices 21 and 21a , as well as the second switching device 22nd or the second switching devices 22nd and 22a , and the detection device 25th or the current sensors 26.1 and or 26.2 are to a control device 27 connected, which carries out the monitoring.

Die Steuervorrichtung 27 und/oder die Robotersteuerung 10 sind demgemäß zum erfindungsgemäßen Steuern wenigstens eines Servomotors M, M1-M6 mittels des Frequenzumrichters 1 vorgesehen, aufweisend die Erfassungseinrichtung 25 zum Erfassen von Strom- und/oder Spannungsverläufen in dem mit der Gleichrichterschaltung 3a des Frequenzumrichters 1 verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises 4 des Frequenzumrichters 1a, insbesondere über einen zweiten Signaleingang SE2 von dem Stromsensor 26.1 und/oder Stromsensor 26.2, mit einem ersten Signaleingang SE1 zum Aufnehmen eines Stopp-Signals einer den Servomotor M, M1-M6 steuernden Maschinensteuerung (bspw. die Robotersteuerung 10), einen ersten Signalausgang SA1 zum Ansteuern der ersten Schaltvorrichtung 21a des Frequenzumrichters 1a, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis 4 mit elektrischer Energie aus der Gleichrichterschaltung 3a zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis 4 von der Gleichrichterschaltung 3a elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Gleichrichterschaltung 3a in den Gleichspannungszwischenkreis 4 gelangt, und einen zweiten Signalausgang SA2 zum Ansteuern der zweiten Schaltvorrichtung 22a des Frequenzumrichters 1a, die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Servomotor M, M1-M6 mit elektrischer Energie aus einer Wechselrichterschaltung 7 des Frequenzumrichters 1a zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Servomotor M, M1-M6 von der Wechselrichterschaltung 7 elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Wechselrichterschaltung 7 an den Servomotor M, M1-M6 gelangt, wobei die Steuervorrichtung 27 ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen.The control device 27 and / or the robot controller 10 are accordingly for controlling according to the invention at least one servo motor M, M1-M6 by means of the frequency converter 1 provided, comprising the detection device 25th for detecting current and / or voltage curves in the with the rectifier circuit 3a of the frequency converter 1 connected circuit of the DC voltage intermediate circuit 4th of the frequency converter 1a , in particular via a second signal input SE2 from the current sensor 26.1 and / or current sensor 26.2 , with a first signal input SE1 for receiving a stop signal from the servo motor M, M1-M6 controlling machine control (e.g. the robot control 10 ), a first signal output SA1 for controlling the first switching device 21a of the frequency converter 1a , which is formed, the DC voltage intermediate circuit in its switched-on state 4th with electrical energy from the rectifier circuit 3a to feed and in their switched-off state the DC voltage intermediate circuit 4th from the rectifier circuit 3a electrically separate so that no electrical energy from the rectifier circuit 3a into the DC link 4th arrives, and a second signal output SA2 for controlling the second switching device 22a of the frequency converter 1a , which is designed, in its switched-on state, the servo motor M, M1-M6 with electrical energy from an inverter circuit 7th of the frequency converter 1a to feed and, in their switched-off state, the servo motor M, M1-M6 from the inverter circuit 7th electrically separate so that no electrical energy from the inverter circuit 7th to the servo motor M, M1-M6 arrives, the control device 27 is trained to carry out the process.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2224586 A1 [0002]EP 2224586 A1 [0002]
  • DE 102007059492 B4 [0003]DE 102007059492 B4 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • Norm EN 60204-1 [0023, 0024]Standard EN 60204-1 [0023, 0024]
  • Norm EN 61800-5-2 [0025]Standard EN 61800-5-2 [0025]

Claims (10)

Verfahren zum Steuern wenigstens eines Servomotors (M, M1-M6) mittels eines Umrichters (1), der umfasst: - eine an ein elektrisches Netz (2) angeschlossene Eingangsschaltung (3), - einen aus der Eingangsschaltung (3) speisbaren Gleichspannungszwischenkreis (4), - eine erste Schaltvorrichtung (21, 21a), die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis (4) mit elektrischer Energie aus der Eingangsschaltung (3) zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand eine Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises (4) aus dem elektrischen Netz (2) zu unterbinden, so dass keine elektrische Energie aus dem elektrischen Netz (2) in den Gleichspannungszwischenkreis (4) gelangt, - wenigstens eine aus dem Gleichspannungszwischenkreis (4) speisbare Wechselrichterschaltung (7) mit ansteuerbaren Leistungshalbleiterschaltern (S1-S6) zum elektrischen Ansteuern des Servomotors (M, M1-M6), sowie - eine zweite Schaltvorrichtung (22, 22a), die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Servomotor (M, M1-M6) mit elektrischer Energie aus der Wechselrichterschaltung (7) zu speisen, um den Servomotor anzutreiben (M, M1-M6) und in ihrem ausgeschalteten Zustand ein Antreiben des Servomotors (M, M1-M6) zu unterbinden, so dass keine den Servomotor (M, M1-M6) antreibende elektrische Energie aus der Wechselrichterschaltung (7) an den Servomotor (M, M1-M6) gelangt, aufweisend die Schritte: - Überwachen eines mit der Eingangsschaltung (3) verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises (4) auf Fließen eines elektrischen Stroms, - bei Auftreten eines Stopp-Signals, Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a), um die Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises (4) aus dem elektrischen Netz (2) zu beenden, - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a) mittels der Überwachung festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Eingangsschaltung (3) verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises (4), Bremsen des Servomotors (M, M1-M6) durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter (S1-S6) der Wechselrichterschaltung (7) in einem generatorischen Bremsbetrieb oder durch eine Kurzschlussbremsung, um die Drehzahl des Servomotors (M, M1-M6) zu reduzieren, - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a) mittels der Überwachung festgestellten Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Eingangsschaltung (3) verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises (4), Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung (22, 22a), um ein Einspeisen von elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreises (4) in den Servomotors (M, M1-M6) zu unterbinden.Method for controlling at least one servo motor (M, M1-M6) by means of a converter (1), which comprises: - an input circuit (3) connected to an electrical network (2), - A DC voltage intermediate circuit (4) which can be fed from the input circuit (3), - A first switching device (21, 21a) which is designed to feed the DC voltage intermediate circuit (4) with electrical energy from the input circuit (3) in its switched-on state and, in its switched-off state, to supply the DC voltage intermediate circuit (4) from the electrical network (2) to prevent so that no electrical energy from the electrical network (2) reaches the DC voltage intermediate circuit (4), - At least one inverter circuit (7) which can be fed from the DC voltage intermediate circuit (4) and has controllable power semiconductor switches (S1-S6) for electrically controlling the servomotor (M, M1-M6), and - A second switching device (22, 22a) which is designed to feed the servomotor (M, M1-M6) with electrical energy from the inverter circuit (7) in its switched-on state in order to drive the servomotor (M, M1-M6) and to prevent driving of the servomotor (M, M1-M6) in their switched-off state, so that no electrical energy from the inverter circuit (7) to the servomotor (M, M1-M6) driving the servomotor (M, M1-M6) having the steps: - Monitoring a circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) connected to the input circuit (3) for the flow of an electric current, - when a stop signal occurs, switching off the first switching device (21, 21a) in order to terminate the supply of the DC voltage intermediate circuit (4) from the electrical network (2), - In the case of a non-flow of an electric current in the circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) connected to the input circuit (3), braking of the servomotor (M, M1-M6), which is determined by the monitoring after the first switching device (21, 21a) has been switched off ) by activating the power semiconductor switches (S1-S6) of the inverter circuit (7) in a regenerative braking mode or by short-circuit braking in order to reduce the speed of the servomotor (M, M1-M6), - in the case of an electrical current flowing in the circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) connected to the input circuit (3) after switching off the first switching device (21, 21a) by means of the monitoring, switching off the second switching device (22, 22a) to prevent feeding of electrical energy from the DC voltage intermediate circuit (4) into the servo motor (M, M1-M6). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Umrichter (1) als ein Frequenzumrichter (1a) ausgebildet ist, das elektrische Netz (2) ein Wechselspannungsnetz (2a) ist und die Eingangsschaltung (3) als eine Gleichrichterschaltung (3a) ausgebildet ist, aufweisend die Schritte: - Überwachen eines mit der Gleichrichterschaltung (3a) verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises (4) auf Fließen eines elektrischen Stroms, - bei Auftreten eines Stopp-Signals, Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a), um die Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises (4) aus dem elektrischen Wechselspannungsnetz (2a) zu beenden, - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a) mittels der Überwachung festgestellten Nicht-Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung (3a) verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises (4), Bremsen des Servomotors (M, M1-M6) durch Ansteuern der Leistungshalbleiterschalter (S1-S6) der Wechselrichterschaltung (7) in einem generatorischen Bremsbetrieb oder durch eine Kurzschlussbremsung, um die Drehzahl des Servomotors (M, M1-M6) zu reduzieren, - im Falle eines nach dem Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung (21, 21a) mittels der Überwachung festgestellten Fließens eines elektrischen Stroms in dem mit der Gleichrichterschaltung (3a) verbundenen Stromkreis des Gleichspannungszwischenkreises (4), Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung (22, 22a), um ein Einspeisen von elektrischer Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreises (4) in den Servomotors (M, M1-M6) zu unterbinden.Procedure according to Claim 1 , wherein the converter (1) is designed as a frequency converter (1a), the electrical network (2) is an AC voltage network (2a) and the input circuit (3) is designed as a rectifier circuit (3a), comprising the steps: - Monitoring a with the rectifier circuit (3a) connected circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) for the flow of an electrical current, - when a stop signal occurs, switching off the first switching device (21, 21a), in order to supply the DC voltage intermediate circuit (4) from the electrical AC voltage network ( 2a), - in the event that after the first switching device (21, 21a) has been switched off by means of the monitoring system, an electric current does not flow in the circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) connected to the rectifier circuit (3a), braking of the servomotor ( M, M1-M6) by controlling the power semiconductor switches (S1-S6) of the inverter circuit (7) in one regenerative braking operation or by short-circuit braking in order to reduce the speed of the servomotor (M, M1-M6), - in the case of an electrical current flowing in the rectifier circuit detected by the monitoring after the first switching device (21, 21a) has been switched off (3a) connected circuit of the DC voltage intermediate circuit (4), switching off the second switching device (22, 22a) in order to prevent feeding of electrical energy from the DC voltage intermediate circuit (4) into the servo motor (M, M1-M6). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen des an die Gleichrichterschaltung (3) angeschlossenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises (4) auf Fließen eines elektrischen Stroms durch eine einfache Strommessung in einer der beiden die Gleichrichterschaltung (3) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (4) verbindenden Leitungen (23, 24) des Stromkreises durchgeführt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the monitoring of the circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) connected to the rectifier circuit (3) for the flow of an electrical current by a simple current measurement in one of the two lines (23) connecting the rectifier circuit (3) to the DC voltage intermediate circuit (4) 24) of the circuit is carried out. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen des an die Gleichrichterschaltung (3) angeschlossenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises (4) auf Fließen eines elektrischen Stroms durch eine zweifache Strommessung und zwar sowohl in der die Gleichrichterschaltung (3) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (4) verbindenden einen Leitung (23) des Stromkreises, als auch in der die Gleichrichterschaltung (3) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (4) verbindenden anderen Leitung (24) des Stromkreises redundant durchgeführt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the monitoring of the circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) connected to the rectifier circuit (3) for the flow of an electric current by a double current measurement, both in the one line (3) connecting the rectifier circuit (3) with the DC voltage intermediate circuit (4). 23) of the circuit, as well as in the rectifier circuit (3) with the DC voltage intermediate circuit (4) connecting other line (24) of the circuit is carried out redundantly. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen des mit der Gleichrichterschaltung (3) verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises (4) auf Fließen eines elektrischen Stroms im laufenden Betrieb des Frequenzumrichters (1) während des betriebsgemäßen Ansteuerns des Servomotors (M, M1-M6) auch unabhängig von dem Vorliegen eines Stopp-Signals durchgeführt wird.Method according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the monitoring of the circuit of the DC voltage intermediate circuit (4) connected to the rectifier circuit (3) for the flow of an electrical current during operation of the frequency converter (1) during normal operation of the servomotor (M, M1-M6) also independently of the presence of a stop signal is carried out. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Stromstärke in einer Hinleitung im Gleichspannungszwischenkreis (4) mit dem Betrag der Stromstärke in einer Rückleitung im Gleichspannungszwischenkreis (4) direkt auf Gleichheit verglichen werden, oder die durch das Überwachen des mit der Gleichrichterschaltung (3) verbundenen Stromkreises des Gleichspannungszwischenkreises (4) auf Fließen eines elektrischen Stroms erfassten Stromverläufe mit Ansteuersignalen für den Frequenzumrichter (1) und/oder mit Strom- und/oder Spannungsverläufen zwischen der Wechselrichterschaltung (7) und dem Servomotor (M, M1-M6) verglichen werden, und aus dem jeweiligen Vergleich eine Information über die Funktionsfähigkeit einer die Überwachung durchführenden elektrischen Komponente abgeleitet wird.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the amount of the current in a forward line in the DC voltage intermediate circuit (4) with the amount of the current in a return line in the DC voltage intermediate circuit (4) are compared directly for equality, or by monitoring the circuit connected to the rectifier circuit (3) of the DC voltage intermediate circuit (4) for the flow of an electric current detected current curves are compared with control signals for the frequency converter (1) and / or with current and / or voltage curves between the inverter circuit (7) and the servo motor (M, M1-M6), and information about the functionality of an electrical component performing the monitoring is derived from the respective comparison. Steuervorrichtung zum Steuern wenigstens eines Servomotors (M, M1-M6) mittels eines Frequenzumrichters (1), aufweisend eine Erfassungseinrichtung (25) zum Erfassen von Strom- und/oder Spannungsverläufen in einem mit einer Gleichrichterschaltung (3) des Frequenzumrichters (1) verbundenen Stromkreis eines Gleichspannungszwischenkreises (4) des Frequenzumrichters (1), einen ersten Signaleingang (SE1) zum Aufnehmen eines Stopp-Signals einer den Servomotor (M, M1-M6) steuernden Maschinensteuerung, einen ersten Signalausgang (SA1) zum Ansteuern einer ersten Schaltvorrichtung (21, 21a) des Frequenzumrichters (1), die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis (4) mit elektrischer Energie aus der Gleichrichterschaltung (3) zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Gleichspannungszwischenkreis (4) von der Gleichrichterschaltung (3) elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Gleichrichterschaltung (3) in den Gleichspannungszwischenkreis (4) gelangt, und einen zweiten Signalausgang (SA2) zum Ansteuern einer zweiten Schaltvorrichtung (22, 22a) des Frequenzumrichters (1), die ausgebildet ist, in ihrem eingeschalteten Zustand den Servomotor (M, M1-M6) mit elektrischer Energie aus einer Wechselrichterschaltung (7) des Frequenzumrichters (1) zu speisen und in ihrem ausgeschalteten Zustand den Servomotor (M, M1-M6) von der Wechselrichterschaltung (7) elektrisch zu trennen, so dass keine elektrische Energie aus der Wechselrichterschaltung (7) an den Servomotor (M, M1-M6) gelangt, wobei die Steuervorrichtung (27) ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.Control device for controlling at least one servo motor (M, M1-M6) by means of a frequency converter (1), having a detection device (25) for detecting current and / or voltage curves in a circuit connected to a rectifier circuit (3) of the frequency converter (1) a DC voltage intermediate circuit (4) of the frequency converter (1), a first signal input (SE1) for receiving a stop signal from a machine controller controlling the servomotor (M, M1-M6), a first signal output (SA1) for controlling a first switching device (21, 21a) of the frequency converter (1), which is designed to feed the DC voltage intermediate circuit (4) with electrical energy from the rectifier circuit (3) in its switched-on state and to electrically supply the DC voltage intermediate circuit (4) from the rectifier circuit (3) in its switched-off state separate so that no electrical energy from the rectifier circuit (3) into the DC voltage z Intermediate circuit (4) arrives, and a second signal output (SA2) for controlling a second switching device (22, 22a) of the frequency converter (1), which is designed, in its switched-on state, the servomotor (M, M1-M6) with electrical energy to feed an inverter circuit (7) of the frequency converter (1) and, in its switched-off state, to electrically separate the servomotor (M, M1-M6) from the inverter circuit (7), so that no electrical energy is transferred from the inverter circuit (7) to the servomotor (M, M1-M6), the control device (27) being designed, a method according to one of the Claims 1 until 6th perform. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (25) wenigstens einen Stromsensor (26.1, 26.2) aufweist, und die Erfassungseinrichtung (25) ausgebildet ist, eine einfache Strommessung in einer der beiden die Gleichrichterschaltung (3) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (4) verbindenden Leitungen (23, 24) des Stromkreises durchzuführen, insbesondere die Erfassungseinrichtung (25) zwei Stromsensoren (26.1, 26.2) aufweist, und die Erfassungseinrichtung (25) ausgebildet ist, eine zweifache Strommessung sowohl in der die Gleichrichterschaltung (3) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (4) verbindenden einen Leitung (23) des Stromkreises, als auch in der die Gleichrichterschaltung (3) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (4) verbindenden anderen Leitung (24) des Stromkreises redundant und/oder diversitär durchzuführen.Control device according to Claim 7 , characterized in that the detection device (25) has at least one current sensor (26.1, 26.2), and the detection device (25) is designed to carry out a simple current measurement in one of the two lines connecting the rectifier circuit (3) to the DC voltage intermediate circuit (4) ( 23, 24) of the circuit, in particular the detection device (25) has two current sensors (26.1, 26.2), and the detection device (25) is designed to carry out a double current measurement both in the one connecting the rectifier circuit (3) to the DC voltage intermediate circuit (4) one line (23) of the circuit, as well as in the other line (24) of the circuit connecting the rectifier circuit (3) to the DC voltage intermediate circuit (4) in a redundant and / or diverse manner. Roboter, aufweisend einen Roboterarm (9) mit mehreren Gelenken (L1-L6) und mehreren Gliedern (G1-G7), die durch die Bewegungen der Gelenke (L1-L6) des Roboterarms (9) gegeneinander verstellbar sind, wobei wenigstens einem der Gelenke (L1-L6) ein Servomotor (M, M1-M6) zugeordnet ist, welcher ausgebildet ist, das wenigstens eine Gelenk (L1-L6) zu verstellen und zwar durch automatisches Ansteuern des Servomotors (M, M1-M6), und aufweisend eine Robotersteuerung (10), die ausgebildet ist zum automatischen Ansteuern wenigstens eines Servomotors (M, M1-M6) des Roboterarms (9), um die Glieder (G1-G7) des Roboterarms (9) durch angetriebenes Bewegen der Gelenke (L1-L6) automatisch gegeneinander zu verstellen, wobei die Robotersteuerung (10) eine Steuervorrichtung (27) nach Anspruch 7 oder 8 umfasst oder mit einer Steuervorrichtung (27) nach Anspruch 7 oder 8 steuerungstechnisch verbunden ist.Robot, comprising a robot arm (9) with several joints (L1-L6) and several limbs (G1-G7) which can be adjusted relative to one another by the movements of the joints (L1-L6) of the robot arm (9), with at least one of the joints (L1-L6) is assigned a servomotor (M, M1-M6) which is designed to adjust the at least one joint (L1-L6) by automatically controlling the servomotor (M, M1-M6), and having one Robot controller (10) which is designed to automatically control at least one servo motor (M, M1-M6) of the robot arm (9) to drive the links (G1-G7) of the robot arm (9) by moving the joints (L1-L6). to be adjusted automatically against each other, the robot controller (10) having a control device (27) after Claim 7 or 8th comprises or with a control device (27) according to Claim 7 or 8th is connected in terms of control technology. Computerprogrammprodukt aufweisend einen maschinenlesbaren Träger, auf dem Programmcode gespeichert ist, der von einer Steuervorrichtung (27) nach Anspruch 7 oder 8 auslesbar ist und der die Steuervorrichtung (27) ausbildet und/oder einrichtet, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn der Programmcode von der Steuervorrichtung (27) ausgeführt wird.Computer program product comprising a machine-readable carrier on which program code is stored, which is generated by a control device (27) Claim 7 or 8th can be read out and which forms and / or sets up the control device (27), a method according to one of the Claims 1 until 6th to be performed when the program code is executed by the control device (27).
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